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耀星（flare star），又稱鯨魚座UV型變星，是指一種有亮度突變的變星，通常是光譜為K型或M型的矮星。耀星大部分時間處于寧靜期，此時的亮度基本保持不變。

1948年，荷蘭裔美國天文學(xué)家W. J. 魯坦（Willem Jacob Luyten）發(fā)現(xiàn)魯坦726-8在3分鐘內(nèi)增亮12倍的現(xiàn)象。經(jīng)過系統(tǒng)搜索，他發(fā)現(xiàn)了多顆有亮度突變的耀發(fā)星。1959年，國際天文學(xué)聯(lián)合會正式確認(rèn)這種有亮度突變的耀發(fā)星為一種新類型的變星。類似太陽耀斑，耀星也是由于其大氣釋放儲存的磁能而發(fā)生的耀斑。耀星的亮度增強發(fā)生于從X射線到射電的波譜。耀星光變的主要特征是快速、不規(guī)則、大幅度地變亮，幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)突然增亮，而后緩慢（經(jīng)過幾分鐘到幾小時）減暗到寧靜狀態(tài)。

根據(jù)對太陽附近耀星的研究得知，耀亮并不是恒星的某種總體爆發(fā)，而是類似于太陽耀斑出現(xiàn)時的局部性活動，但規(guī)模要比耀斑爆發(fā)大得多。各種波段的觀測發(fā)現(xiàn)，耀亮?xí)r在從X射線到射電波的各個波段上都可以檢測到輻射。2014年3月23日，Swift衛(wèi)星觀測到一顆近的紅矮星的最強、最熱、持續(xù)時間最長的系列耀斑，比有記錄最大的太陽耀斑強萬倍。在某些食雙星、密近雙星、矮新星以及早型星上也發(fā)現(xiàn)耀亮現(xiàn)象，稱為非經(jīng)典耀星。

定義

耀星（flare star），又稱鯨魚座UV型變星，是指一種有亮度突變的變星，大部分時間處于寧靜期，亮度基本保持不變。大多耀星是暗淡（光度V、IV型）的紅矮星，在赫羅圖上位于主序的下端。耀星大多是光譜晚M型到晚K型的，這些光譜型相應(yīng)于溫度約為3000K，光譜含有氫和鈣的發(fā)射線說明其大氣色球在活動。很多耀星是年輕星協(xié)（如獵戶和金牛恒星形成區(qū)）成員并且很多耀星是雙星，例如，EQ Peg是目視雙星，Wolf629AB是分光雙星，兩子星都會發(fā)生耀斑，因而增加了耀斑活動的可能性。

發(fā)現(xiàn)與命名

1924年，赫茨普龍偶然發(fā)現(xiàn)很暗的船底DH星在短時間增亮約兩個星等，當(dāng)時未引起注意，后來又發(fā)現(xiàn)幾顆類似的變星：V1396 Cyg、AT Mic、V371 Ori、WX UMa、YZ CMi和DO Cep。1948年，荷蘭裔美國天文學(xué)家W. J. 魯坦（Willem Jacob Luyten）發(fā)現(xiàn)魯坦726-8在3分鐘內(nèi)增亮12倍，成為亮度突變的耀發(fā)星原型。從此之后人們開始了系統(tǒng)的搜索，發(fā)現(xiàn)了多顆有亮度突變的耀發(fā)星。1959年，國際天文學(xué)聯(lián)合會正式承認(rèn)它們?yōu)橐环N新類型的變星，稱為耀星（flare star）。由于最先是在鯨魚座UV星中發(fā)現(xiàn)的這種耀變現(xiàn)象，所以這種變星也被稱為鯨魚座UV型變星。

截至20世紀(jì)70年代，在一些星團(tuán)或星協(xié)中也發(fā)現(xiàn)了耀星。例如，在昴宿星團(tuán)區(qū)已發(fā)現(xiàn)460多顆，在獵戶星云區(qū)已發(fā)現(xiàn)300多顆，在北美洲星云區(qū)已發(fā)現(xiàn)50多顆，在鬼星團(tuán)區(qū)發(fā)現(xiàn)的已超過30顆，這些耀星主要可用來研究在不同年齡的星團(tuán)中它們與其他類型天體在演化上的聯(lián)系。

性質(zhì)與特征

亮度

耀星的亮度有時在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)會突然增加，光度變幅從零點幾到幾個星等，個別可達(dá)10個星等以上。亮度下降則稍慢，經(jīng)過幾分鐘至幾十分鐘才回復(fù)到正常狀態(tài)。這種亮度的快速變化使得耀星在觀測上顯得非常獨特，被天文學(xué)家稱為“耀亮”或“耀發(fā)”。耀亮隨時間的分布與泊松分布相近。光變曲線由“快”和“慢”兩部分組成。“快”的對應(yīng)連續(xù)輻射，“慢”的對應(yīng)發(fā)射線。發(fā)射線主要有氫、電離鈣、氦等。耀亮?xí)r的色指數(shù)U-B和B-V的變化范圍可能很大，射電輻射的譜指數(shù)也如此。耀亮?xí)r發(fā)出的平均能量與星的光度相關(guān)。光變曲線類型也與光度相關(guān)。對食雙星雙子座YY（兩顆子星都是耀星）的光電光譜觀測表明，星體表面存在著局部活動區(qū)。耀亮就在活動區(qū)里發(fā)生，并且同一活動區(qū)可以發(fā)生多次耀亮。對某些耀星的長達(dá)十年以上的光譜觀測表明，其發(fā)射線的年平均強度具有緩慢變化，變化周期與太陽的活動周期相似。太陽附近耀星的耀亮同太陽的耀斑活動性質(zhì)相似，但規(guī)模比太陽耀斑活動大得多。

輻射特征

耀星發(fā)生耀變時輻射的波段很寬，從1～7千電子伏的X射線到約196兆赫的射電波都能測到輻射，既有連續(xù)輻射也有發(fā)射線。在光學(xué)波段，一般紫外變幅最大，藍(lán)光次之，黃光最小。在不同波段輻射的變幅之間并沒有相關(guān)性，即幾個波段不一定同時出現(xiàn)耀亮。在不同類型的輻射（連續(xù)譜或發(fā)射線）之間也沒有相關(guān)性。

溫度

絕大多數(shù)耀星都是既小又冷的紅矮星。在寧靜時期耀星的有效溫度約為3000 K，光譜中有HⅠ和CaⅡ的發(fā)射線；耀發(fā)時，光譜中還出現(xiàn)了HeⅠ和HeⅡ的發(fā)射線，紫區(qū)連續(xù)光譜顯著增強，吸收線幾乎全部消失，相應(yīng)的溫度超過10000K。

變星分類

大多數(shù)的變星主要表現(xiàn)為其亮度（星等）隨時間的變化——光變曲線，但也有表現(xiàn)為光譜變化的。光變曲線與光譜信息結(jié)合，往往可以解釋變化的原因。隨著變星的發(fā)現(xiàn)數(shù)目和觀測資料增多，人們先是依據(jù)代表性典型變星的光變曲線特征分類，后又考慮光譜特征尤其是光變原因分型，采用原型或典型星的符號稱謂。按光變的原因，變星可以分成兩種：一種是內(nèi)因變星或稱物理變星，光變原因是恒星本身的物理性質(zhì)變化，光度、光譜和半徑發(fā)生變化，約占變星總數(shù)的80%；另一種是外因變星又稱幾何變星或光學(xué)變星，光變原因是恒星自轉(zhuǎn)或雙星掩食。物理變星分為三類：脈動變星（pulsating variables），爆發(fā)變星（eruptive variables）和激變變星（cataclysmic or explosive variables），每類又分幾型，再細(xì)分為多次型。

爆發(fā)變星的色球或冕層中經(jīng)常發(fā)生激烈的活動（如耀斑爆發(fā)），并由此引起星風(fēng)和光變，其光度變化的幅度較大，有時突然增亮可達(dá)幾個星等。這類變星有金牛座T型變星，后發(fā)座丁型變星，北冕座R型變星和鯨魚座UV型變星等。鯨魚座UV型變星是典型的耀星，因此耀星屬于爆發(fā)變星。

典型代表

在太陽鄰近已發(fā)現(xiàn)了200多顆耀星，其中至少有一半是雙星的成員。這200多顆耀星離太陽的距離幾乎都不超過20pc，距離在20pc以外的這類變星，視亮度太暗，難以仔細(xì)觀測。

巴納德星

1916年，美國天文學(xué)家巴納德首先測量到這一顆恒星的自行運動速度高達(dá)每年10.3角秒，為了紀(jì)念這一發(fā)現(xiàn)，這顆恒星被命名為巴納德星。巴納德星是距離太陽第二近的恒星系統(tǒng)，距離地球5.9光年。它的光譜型為M4型，B-V色指數(shù)是1.73，質(zhì)量是太陽的0.17倍，并且光度是太陽光度的0.0046倍。從地球上看，巴納德星的運行軌跡是有點不等徑的。除此之外，通過大量的測量，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)巴納德星存在幅度很小的擺動。天文工作者認(rèn)為這種不一般的擾動運動可能是一個或多個近鄰星的重力引力場引起的。

作為一顆M型主序紅矮星，天文學(xué)家認(rèn)為巴納德星已經(jīng)存在了100億年左右，可能是銀河系中古老的恒星之一。雖然它壽命如此之長，但1998年，人類仍然觀測到了它的耀斑爆發(fā)現(xiàn)象。巴納德星的核聚變較為緩慢，表面溫度也低。巴納德星不會像太陽那樣膨脹為紅巨星并且周圍長期存在穩(wěn)定的生命宜居帶，但它是否會誕生地外生命或是成為未來人類星際移民的首選，尚不清楚。

20世紀(jì)90年代，人類使用包括哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的設(shè)備對巴納德星進(jìn)行了有效的探測，這一探測否定了在巴納德星周圍宜居帶內(nèi)可能存在類地行星的推測。2018年11月，科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)巴納德星b，但認(rèn)為它可能不適合任何生命生存，因為其擁有一個冰冷的沙漠，沒有液態(tài)水，最低溫度可能為-170℃，足以殺死任何生命。但是，2019年1月，維拉諾瓦大學(xué)天體物理學(xué)家愛德華·吉南和斯科特·恩格爾不認(rèn)同這個觀點。他們以木星的冰凍衛(wèi)星木衛(wèi)二為例。木衛(wèi)二的表面溫度與巴納德星b相似，但由于潮汐加熱，木衛(wèi)二冰凍的表面下可能存在液態(tài)海洋，因此巴納德星b可能擁有一個由鐵和組成的巨大地核，也有地?zé)峄顒印５責(zé)峒訜峥墒沟乇碇伦優(yōu)椤吧鼌^(qū)”，類似于南極洲的地下湖泊。因此，他們認(rèn)為巴納德星b可能比之前想象的更宜居。

比鄰星（半人馬V645）

比鄰星（Proxima Centauri）被發(fā)現(xiàn)于1915年，發(fā)現(xiàn)者是約翰內(nèi)斯堡聯(lián)合天文臺臺長羅伯特·英尼斯（Robert Innes）。它的光譜型為紅色的M5型，光度只有太陽的1/20000。比鄰星是宇宙中距離太陽最近的一顆恒星，僅有4.25光年。比鄰星的全波段光度只有太陽的0.17%，超過85%的輻射都位于紅外波段，需要使用大于8厘米口徑的望遠(yuǎn)鏡才能看到它，比鄰星距離地球非常近，可以測得其角直徑是太陽的1/7。比鄰星的質(zhì)量只有太陽質(zhì)量的1/8，密度是太陽的40倍。除此之外，比鄰星還是一顆全對流恒星，具有很強的磁場，耀斑爆發(fā)頻繁，有些耀斑爆發(fā)的光度可超過比鄰星本身的光度。比鄰星總的星風(fēng)損失率很小，不到太陽的20%，然而單位表面積的星風(fēng)損失率卻是太陽單位表面積星風(fēng)損失率的8倍。比鄰星相對低的能量產(chǎn)生率使其理論主序壽命長達(dá)4萬億年，相當(dāng)于宇宙年齡的300倍。

2016年，歐洲南方天文臺宣布發(fā)現(xiàn)了太陽系外行星比鄰星b。比鄰星b的質(zhì)量至少為地球質(zhì)量的1.3倍，距離比鄰星只有0.05天文單位，軌道周期為11.2天。

沃爾夫359

沃爾夫359是一顆M6型紅矮星，位于獅子星座，視星等13.44，絕對星等16.55，非常暗淡。沃爾夫359是一顆自行速度非常快的星,空間速度103千米/秒，徑向速度19千米/秒。沃爾夫359也是一顆閃光星。科學(xué)家曾通過哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測到它兩小時發(fā)生了32次閃焰，是已知的紅矮星閃焰發(fā)生率最高的。

觀測

觀測最多的是太陽附近的耀星，經(jīng)過多年的國際聯(lián)合觀測。在可見光、射電和X射線波段都積累了不少資料。2014年3月23日，Swift衛(wèi)星觀測到一顆近的紅矮星的最強、最熱、持續(xù)時間最長的系列耀斑，比有記錄最大的太陽耀斑強萬倍。自2020年起，清華大學(xué)馬化騰巡天望遠(yuǎn)鏡（TMTS）開始監(jiān)測LAMOST望遠(yuǎn)鏡觀測的天區(qū)。得益于相同的臺址（中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站）、相似的視場大小以及相近的極限星等，TMTS與LAMOST能夠?qū)崿F(xiàn)很好的協(xié)作與功能互補。從2020年到2022年，TMTS已經(jīng)對超過7000平方度的天區(qū)進(jìn)行了分鐘節(jié)奏（minute 凱登思）的觀測。2020年到2021年的觀測中，TMTS就已經(jīng)揭露了1000多顆短周期變星（周期短于2小時）和100多顆耀星，其中不乏一些具有高研究價值的目標(biāo)。

天文觀測還發(fā)現(xiàn)了一些所謂非經(jīng)典耀星，即在食雙星大熊座W星、密近雙星大熊座UX星、雙子座U型星和早型星上都發(fā)現(xiàn)了耀亮現(xiàn)象。

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