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恒星巨型耀斑中上升的近紫外光谱

太阳与恒星天体物理 2024-11-13 v1

摘要

M 矮星的耀斑能量可达太阳耀斑的 10410^4 倍,但通常被认为源于类似的磁能释放和粒子加速过程。为了重现恒星耀斑中观测到的连续谱的形状和强度,需要在低层大气中有更大的加热率,而这些连续谱通常被简化为从光学到远紫外(FUV)的黑体模型。尽管近紫外(NUV)波段应是黑体辐射的峰值所在,但在光谱观测中却严重采样不足。我们展示了哈勃空间望远镜在耀斑脉冲相拍摄的 NUV 光谱,这两个耀斑的能量分别为 ETESS7.5×1033E_{\rm{TESS}} \approx 7.5 \times 10^{33} erg 和 ETESS1035E_{\rm{TESS}} \approx 10^{35} erg,后者是迄今为止观测到的 M 星最大的 NUV 耀斑光度。合成的 NUV 光谱并不能很好地用文献中通常假设的单一黑体来表示。相反,连续谱流量向短波方向上升进入 FUV,我们计算出光学波段 T=104T=10^4 K 的黑体模型低估了短波 NUV 流量约 6\approx 6 倍。我们证明,上升的 NUV 连续谱可以通过能量 E10E \gtrsim 10 MeV 的质子束或 E500E \gtrsim 500 keV 的电子束,以 101310^{13} erg cm2^{-2} s1^{-1} 的通量密度碰撞加热低层大气来重现。这些值远大于描述太阳耀斑中加速粒子的典型值。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.07913,
  title  = {Rising Near-Ultraviolet Spectra in Stellar Megaflares},
  author = {Adam F. Kowalski and Rachel A. Osten and Yuta Notsu and Isaiah I. Tristan and Antigona Segura and Hiroyuki Maehara and Kosuke Namekata and Shun Inoue},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07913},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in the Astrophysical Journal