由 Tomo-e Gozen 一秒 cadence 巡天探测到的 M 型矮星快光学耀发

我们报告利用安装在 Kiso 施密特望远镜上的 Tomo-e Gozen 相机开展的 M 型矮星耀发一秒 cadence 宽视场巡天。我们探测到来自 M3–M5 型矮星的 22 个耀发，其上升时间与增幅分别位于 $5\, \mathrm{sec} \lesssim t_\mathrm{rise} \lesssim 100\,\mathrm{sec}$ 与 $0.5 \lesssim \Delta F/F_{\star} \lesssim 20$ 范围。这些耀发光变曲线大多比 Kepler 一分钟 cadence 数据所获得者上升更陡、衰减更缓，并趋于具有平坦峰值结构。假设温度为 $9,000-15,000\,\mathrm{K}$ 的黑体谱，估计峰值光度与辐射总能量分别为 $10^{29}\,\mathrm{erg\,sec^{-1}} \lesssim L_\mathrm{peak} \lesssim 10^{31}\,\mathrm{erg\,sec^{-1}}$ 与 $10^{31}\,\mathrm{erg} \lesssim E_{\rm bol} \lesssim 10^{34}\,\mathrm{erg}$，这构成了 M 型矮星快光学耀发的亮端。根据 LAMOST 所得 H$\alpha$ 发射线强度，我们确认所探测耀发中超过 90% 的宿主恒星具磁活动性。估计所探测耀发的发生率为每颗活动星每天约 $0.7$ 次，表明它们在磁活动 M 型矮星中很常见。我们认为这些耀发光变曲线可由色球压缩模型解释：上升时间与长度为 $l_\mathrm{loop} \sim 10^4\,\mathrm{km}$、场强为 $1,000\,\mathrm{G}$ 的磁环的阿尔文渡越时间大体一致，而衰减时间很可能由被压缩色球辐射冷却至近光球层（温度 $\gtrsim 10,000\,\mathrm{K}$）所决定。这些来自 M 型矮星的耀发可能是未来未知类型快光学暂现源搜寻中的主要污染来源。