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国际联合研究团队首次实现对太阳外恒星的色球层磁场测量
2025年12月22日 14:49:28
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4515
中国科学院大学主导的国际团队通过十年光谱偏振观测，首次实现对三颗M型红矮星色球层磁场的直接测量。研究发现其磁场强度可达数百高斯，且常与光球层磁场极性相反，揭示了恒星表面磁场的复杂结构。该成果为理解恒星大气加热机制及评估系外行星空间环境提供了关键观测依据。
近日，一项在国际综合学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上发表的研究，首次报告了对太阳以外恒星色球层磁场的直接测量结果。该研究由北京师范大学物理与天文学院付建宁教授团队牵头，联合北京大学、北京天文馆、法国图卢兹大学等国内外多家机构共同完成。
长期以来，恒星高层大气(包括色球层和星冕)中的磁场被认为为其高温星冕提供了能量来源，并驱动着类似太阳耀斑和日冕物质抛射等大规模爆发活动。这些活动可能深刻影响围绕恒星运行的行星的环境，尤其是对于宇宙中数量众多的低质量恒星(如红矮星)而言，其磁活动是评估其周围行星是否宜居的关键因素之一。然而，由于观测信号极其微弱，此前从未对太阳系外恒星的色球层磁场进行过常规有效测量。
为了突破这一观测难题，研究团队利用美国夏威威夷天文台的ESPaDOnS光谱仪和法国南比利牛斯天文台的NARVAL光谱仪，对三颗活跃的M型红矮星(AD Leo、YZ CMi 和 EV Lac)进行了长达十年的高分辨率光谱偏振观测。研究人员通过分析形成于恒星大气不同高度的光谱线，并对比无偏振光谱与圆偏振光谱，实现了对恒星大气的分层磁测。
观测分析获得以下主要发现：这些红矮星的色球层视线方向磁场强度可达数百高斯，其强度与光球层磁场相当，表明恒星高层大气中储存着巨大的磁能量。此外，研究数据显示，色球层磁场的极性时常与下层光球层磁场的极性相反。这一现象与通常在太阳上观测到的磁场结构不同，暗示此类恒星表面附近的磁场结构可能更为复杂，或存在尺度更大、更弥散的磁环结构。
该项研究是人类首次有效测量太阳以外恒星的色球层磁场，填补了恒星磁场观测的一项重要空白，并证明了此类测量的可行性。研究成果不仅为理解恒星高层大气的加热机制和爆发活动提供了关键的物理约束，也对现有的恒星磁场外推模型提出了新的挑战。未来，此类测量有望为评估系外行星的潜在宜居性提供重要的“空间天气”参数。
素材来源：Nature Communications
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