對附近恒星的研究有助于解開困擾了天文學界300年的太陽黑子之謎

這顆恒星--以及其他58顆類似太陽的恒星的50年的恒星黑子活動目錄--在《天文學雜志》在線發表的一篇新論文中得到了描述。

由于恒星“發電機”（產生磁場的過程）導致該區域的溫度暫時降低，因此恒星黑子在恒星表面顯示為一個黑點。自從伽利略和其他天文學家在16世紀首次觀察到星斑以來，天文學家一直在記錄我們太陽上的黑子頻率變化，因此有一個關于其11年周期的良好記錄。例外的是“蒙德極小期”，它從16世紀中期持續到17世紀初，從那時起就一直讓天文學家感到困惑。

“我們并不真正知道是什么導致了蒙德極小期，我們一直在尋找其他類似太陽的恒星，看看它們是否能提供一些啟示，”該論文的第一作者Anna Baum說。“我們已經確定了一顆恒星，我們認為它已經進入了類似于蒙德極小期的狀態。在這個極小期期間，并希望在它走出這個極小期時，繼續觀察這顆恒星將是非常令人興奮的，這可能對300年前的太陽活動有極大的參考價值。”

研究小組從多個來源獲取數據，將59顆恒星的50至60年的恒星黑子數據拼接在一起。這包括來自威爾遜山天文臺香港項目的數據--該項目旨在研究恒星表面活動，從1966年到1996年--以及來自凱克天文臺的行星搜索，其中包括此類數據，作為他們從1996年到2020年持續搜索系外行星的一部分。研究人員匯編了一個數據庫，其中包括出現在這兩個來源中的恒星，以及其他可能有助于解釋恒星黑子活動的現成信息。該小組還做出了相當大的努力來規范來自不同望遠鏡的測量，以便能夠直接進行比較，并在其他方面對數據進行清理。

研究小組通過觀察至少兩個完整的周期，確定或確認其中29顆恒星有恒星黑子周期，這些周期往往持續十年以上。一些恒星似乎根本就沒有周期，這可能是因為它們的旋轉速度太慢而沒有“發電機”，或者是因為它們的生命接近尾聲。其中有幾顆恒星需要進一步研究，以確認它們是否有一個周期。

賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學教授、論文作者Jason Wright說：“這種連續的、超過50年的時間序列使我們能夠看到一些我們以前從10年的快照中從未注意到的東西。令人激動的是，Anna發現了一顆有希望的恒星，它在幾十年里一直在循環，但似乎已經停止了。”

根據研究人員的說法，這顆恒星--被稱為HD 166620--估計有一個大約17年的周期，但現在已經進入了一個低活動期，并且自2003年以來沒有顯示出恒星黑子的跡象。

“當我們第一次看到這個數據時，我們認為這一定是個錯誤，我們把兩顆不同的恒星的數據放在一起，或者目錄中有一個錯字，或者恒星被錯誤地識別了，”Jacob Luhn說，他在項目開始時是賓夕法尼亞州立大學的研究生，現在在加州大學歐文分校。“但是我們對所有的東西都進行了雙重和三重的檢查。觀察的時間與我們預期的恒星的坐標是一致的。而且，威爾遜山觀測到的天空中并沒有那么多明亮的星星。無論我們檢查多少次，我們總是得出這樣的結論：這顆恒星只是停止了循環。”

研究人員希望在這顆恒星的整個極小期繼續研究，并有可能在它走出極小期并再次開始循環時進行研究。這種持續的觀察可以提供關于太陽和像它一樣的恒星如何產生其磁動力的重要信息。

Baum說：“關于什么是蒙德極小期有很大的爭論，”她現在是利哈伊大學的博士生，研究恒星天文學和小行星學。“太陽的磁場是否基本上關閉了？它失去了它的動力裝置嗎？還是它仍然在循環，但處于一個非常低的水平，沒有產生很多太陽黑子？我們無法回到過去測量當時的情況，但是如果我們能夠確定這顆恒星的磁結構和磁場強度的特征，我們可能開始得到一些答案。”

對太陽表面活動和磁場的更好理解可能會有幾個重要的影響。例如，強烈的恒星活動可以使衛星和全球通信失效，1989年有一次特別強烈的太陽風暴使魁北克省的電網失效。還有人認為，太陽黑子周期可能與地球上的氣候有聯系。此外，研究人員說，來自這顆恒星的信息可能會影響我們對太陽系以外的行星的搜索。

加州大學伯克利分校的研究科學家、該論文的作者Howard Isaacson說：“恒星黑子和其他形式的恒星表面磁性活動干擾了我們探測其周圍行星的能力。提高我們對恒星磁力活動的理解可能有助于我們改進我們的探測工作。”

這項研究中的59顆恒星及其恒星黑子活動的策劃數據庫已經提供給研究人員進一步調查。

Wright說：“這項研究是跨代天文學的一個很好的例子，我們如何通過在我們之前的天文學家的許多觀察和專門研究的基礎上繼續提高我們對宇宙的理解。當我還是研究生的時候，我研究了來自威爾遜山和凱克天文臺的恒星黑子數據，Howard 在他的碩士論文中研究了來自加利福尼亞行星調查的恒星黑子數據，而現在Anna將所有的數據拼接在一起，以便更全面地觀察這些年的情況。我們都很高興繼續研究這個和其他恒星。”