首次探测到三颗类太阳恒星的星风

维也纳大学研究人员领导的国际研究小组通过记录三颗类太阳恒星天体发射的X射线，首次直接探测到来自三颗类日恒星的星风，并限制了恒星的质量损失率通过他们的恒星风。该研究目前发表在《自然天文学》上。

天体层是围绕太阳系的日光层的恒星类似物，是由恒星风吹入星际介质(充满气体和尘埃的空间)的非常热的等离子体气泡。对类似于太阳的低质量恒星的恒星风的研究使我们能够了解恒星和行星的演化，并最终了解我们自己的恒星和太阳系的历史和未来。恒星风驱动了许多将行星大气蒸发到太空中的过程，从而导致大气质量损失。

尽管行星在一个小时甚至一年内的逃逸率很小，但它们在很长的地质时期内运行。损失不断累积，可能成为行星演化为宜居世界或无空气岩石的决定性因素。尽管类太阳恒星的风对恒星和行星的演化都很重要，但众所周知，它们的风很难控制。主要由质子和电子组成，还含有少量较重的高电荷离子(例如氧、碳)。正是这些离子通过从恒星周围星际介质的中性粒子捕获电子来发射X射线。

检测到天体发射的X射线

由维也纳大学天体物理系高级科学家克里斯蒂娜·基斯利亚科娃(KristinaKislyakova)领导的国际研究小组首次探测到三颗类太阳恒星(所谓的主序星)周围天体发射的X射线。恒星在其生命的黄金时期，因此首次直接记录了这种风，使他们能够通过恒星风来限制恒星的质量损失率。

这些结果基于XMM-牛顿太空望远镜的观测，目前发表在《自然天文学》上。研究人员使用XMM-Newton观察了氧离子的光谱指纹(所谓的谱线)，并能够确定氧的数量，并最终确定恒星发出的恒星风的总质量。对于检测到天球层的三颗恒星，即蛇夫座70、波江座70和天鹅座61，研究人员估计它们的质量损失率分别是太阳质量损失率的66.5±11.1、15.6±4.4和9.6±4.1倍。这意味着来自这些恒星的风比太阳风强得多，这可能是因为这些恒星的磁活动更强。

“在太阳系中，已经从行星、彗星和日光层观测到了太阳风电荷交换发射，并为研究太阳风的成分提供了一个天然的实验室”，该研究的主要作者克里斯蒂娜·基斯利亚科娃(KristinaKislyakova)解释道。“由于信号微弱，观测遥远恒星的发射要困难得多。除此之外，距恒星的距离使得很难将天体发出的信号与恒星本身的实际X射线发射分开，其中一部分信号“传播”在恒星的视场上。望远镜由于仪器效应。我们开发了一种新算法来解开恒星和天体对发射的贡献，并检测到源自恒星风氧离子和三颗主序星周围中性星际介质的电荷交换信号。这是首次检测到此类恒星天球层的X射线电荷交换发射。我们估计的质量损失率可以用作恒星风模型的基准，并扩展我们对类太阳恒星风的有限观测证据。”

维也纳大学的合著者曼努埃尔·古德尔补充道：“三十年来，世界范围内一直在努力证实类太阳恒星周围存在风并测量它们的强度，但到目前为止，只有基于它们对恒星或其环境的次要影响暗示了这种风的存在;我们的小组之前曾尝试检测风的无线电发射，但只能对风强度设定上限，而无法检测风本身。我们基于X射线的新结果为寻找甚至直接成像这些风以及研究它们与周围行星的相互作用铺平了道路。”

“未来，由于未来的高分辨率仪器，例如欧洲雅典娜任务的X-IFU光谱仪，这种直接检测X射线恒星风的方法将得到促进。X-IFU的高光谱分辨率将解决XMM的CCD分辨率难以区分的氧谱线(以及其他较暗谱线)的更精细结构和发射比，并对发射机制提供额外的约束;来自恒星的热发射，或来自天体层的非热电荷交换。”–该研究的合著者、CNRS研究员DimitraKoutroumpa解释道。