利用 CHEOPS 拓展 TESS 耀发频率分布:幂律与对数正态之争

恒星耀发是由活跃恒星上磁重联引起的强烈辐射爆发。在 M 矮星上此类耀发尤为频繁,可能显著影响其周围行星的宜居性。耀发频率分布(FFD)通常采用幂律建模。然而,近期研究对这一假设提出挑战,提出对数正态分布等替代模型,这些模型意味着不同的耀发产生机制与行星影响。本研究考察了哪种统计分布能够最佳地描述 M 矮星上的耀发发生,同时考虑直接由光变曲线测光得到的等值持续时间(ED)以及对物理诠释与宜居性更为相关的辐射能。我们分析了由 TESS 与 CHEOPS 观测的 110 颗 M 矮星,共探测到 5620 次耀发。我们对复杂事件进行了分解,针对探测率与能量估计中的偏差进行了修正,并对 FFD 进行缩放以构建一个跨越六个数量级辐射能的联合分布。我们发现,基于 ED 的 FFD 遵循幂律,反映了内禀的测光耀发发生。然而,基于辐射能的 FFD 偏离纯幂律,更接近对数正态分布,但最佳拟合为在 $1.8 \times 10^{35}$ erg 处存在拐折的截断幂律。通过使用右尾稳定的 Kolmogorov-Smirnov 检验与超阈检验,我们将这种偏离归因于对最高能事件采样的不足。我们的结果表明,先前被解释为对数正态行为的低能端变平,实际上源于观测偏差,可通过耀发注入-恢复方法以及结合不同灵敏度的观测加以修正。当前仪器无法可靠地采样 $10^{35}$ erg 以上的耀发,而该能段对系外行星大气最为相关。即将到来的 PLATO 任务将能够同时研究这两个能区。