分子氢控制 TRAPPIST-1 星际闪光的温度

早期 JWST 对 TRAPPIST-1 的观测揭示了意外之谜：能量白光闪光（$\rm{E} > 10^{30}$ erg）的温度仅为约 ${\sim}$3500--4000 K，接近太阳闪光的三倍低于 typical 太阳闪光，后者在约 9000--10000 K 处达到峰值。本文通过识别调节晚 M 星上闪光温度的物理机制来解释此差异。关键因素是，在 TRAPPIST-1 的寒密大气中，磁性加热受分子氢（H$_2$）解离为原子氢的作用而受到强烈调制。这种“H$_2$ 解离恒温器”作为有效的能量耗散器，防止闪光区域加热超过约 ${\sim}$4000 K。我们的化学平衡和热容计算表明，这一效应对星际大气压强和 H$_2$ 局部丰度具有高度敏感性。在更热的恒星上，从早期 M 型到太阳型恒星，分子氢的稀缺使这一机制失效；相反，原子氢电离限制了闪光温度接近 ${\sim}$9000 K。