2022年8月29日 星期一

蒙德極小期或許是恆星的中年危機,或許也是生命進化的契機!

在天文學家於 17世紀開始用望遠鏡觀察天空後不久就發現了太陽黑子,但是從 1645到 1715年間黑子幾乎完全消失,天文學家 John Eddy在1976年透過太陽黑子的歷史觀測資料得到一個結論:原本有平均11年半活動週期的太陽,在那段時間內就像打了個 70年的盹。他以過去曾對此事件作過研究的天文學家夫婦命名,稱之為「蒙德極小期」(Maunder Minimum)。

左為太陽活動最小期,右為極大期的示意圖。Image©MARK GARLICK/SCIENCE SOURCE

現在天文學家發現太陽似乎並不是唯一會打盹的恆星。賓州州立大學研究生 Anna Baum 2018年根據威爾遜山的長期觀測資料,對59顆恆星進行了 50年活動統計,加上 Keck-HIRES的紀錄,結果發現 HD 166620正在經歷類似蒙德極小期的活動靜止階段。

HD 166620的長期活動情形。Image©Jacob K. Luhn et al., (2022)

Metcalfe和 van Saders(2017)曾提出一個模型,認為當恆星壽命過半時,會陰太陽風的「剎車」作用而使其自轉變慢,當其平均活動水準接近閾值R’HK值 -4.95(Brandenburg et al., 2017)後,偶爾會經歷比較強、比較長的太陽極小期,而且這種現象會隨著恆星平均活動量的下降而頻率升高,最後變成永久的平靜。在走到這步之前的某些時候,恆星會因磁場減弱而不再刹車,在這個過渡期間,恆星便呈現打盹狀態,活動低下而沒有起伏,如蒙德極小期一樣。HD 166620似乎就是如此,過去它17年的活動週期強烈而明顯,但自2004年以來,活動量持續低迷至今,這種明顯而戲劇性的變化似乎正是它處於類似蒙德極小期的證據。

Metcalfe 認為太陽磁場發生轉折,可能也正是地球生命第一次爬出大海的時間點,這或許不是巧合,因為來自活躍恆星的高能量粒子和輻射會破壞DNA促成突變,並加速進化的腳步。如此看來,如果要尋找地外文明,或許從進入生命後半期「中年危機」的恆星開始,會是個不錯的選擇。

Science, doi: 10.1126/science.ade3556

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