顯示51 Pegasi係統及其測量磁場的合成圖像。檢測到的51 Peg的“弱磁製動”代表了一個相對突然的變化，使磁環境更加穩定。貸方:uux.cn/AIP/J. Fohlmeister
（神秘的地球uux.cn）據波茨坦萊布尼茨天體物理研究所（Janine Fohlmeister）：很久以前，科學家們認為恒星施加了一個永恒的磁力刹車，導致它們的自轉無休止地減慢。通過新的觀察和複雜的方法，他們現在已經窺視到一顆恒星的磁性秘密，並發現它們不是他們所期望的。尋找外星鄰居的宇宙熱點可能是那些遭遇中年危機及以後的恒星。
這項突破性的研究揭示了磁現象和可居住環境，已經發表在天體物理學雜誌《快報》上。
1995年，瑞士天文學家邁克爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲宣布首次發現太陽係外的一顆行星，它圍繞一顆遙遠的類似太陽的恒星51 Pegasi運行。自那以來，已經發現超過5500顆所謂的係外行星圍繞我們銀河係的其他恒星運行，2019年，這兩位科學家因其開創性的工作分享了諾貝爾物理學獎。本周，一個國際天文學家小組發表了對51 Pegasi的新觀察結果，表明該恒星周圍當前的磁環境可能特別有利於複雜生命的發展。
像太陽這樣的恒星生來就快速旋轉，這產生了一個強大的磁場，可以猛烈爆發，用帶電粒子和有害輻射轟擊它們的行星係統。在數十億年的時間裏，恒星的自轉逐漸變慢，因為它的磁場拖動了從其表麵流出的風，這一過程被稱為磁製動。較慢的旋轉會產生較弱的磁場，兩種性質會因為互相影響而持續下降。
直到最近，天文學家一直認為磁力製動會無限期持續下去，但新的觀測開始挑戰這一假設。
美國科羅拉多州戈爾登白矮星研究公司的高級研究科學家、團隊負責人特拉維斯·梅特卡夫說:“我們正在重寫教科書，講述像太陽這樣的較老恒星的旋轉和磁性如何在它們的生命中期之後發生變化。我們的結果對具有行星係統的恒星及其發展高級文明的前景具有重要意義。”
德國波茨坦萊布尼茨天體物理研究所所長、該研究的合著者克勞斯·斯特拉斯邁爾(Klaus Strassmeier)補充說，“這是因為減弱的磁製動也抑製了恒星風，使毀滅性的爆發事件不太可能發生。”
來自美國和歐洲的天文學家團隊將美國國家航空航天局淩日係外行星調查衛星(TESS)對51顆Pegasi的觀測與亞利桑那州大型雙筒望遠鏡(LBT)使用波茨坦中階梯偏振和光譜儀器(PEPSI)對其磁場的尖端測量相結合。

51 Peg的徑向、經向和方位角場分量的ZDI圖。等高線以0.5 G的步長顯示。虛線對應最低可見緯度。每個麵板底部的豎條顯示每個LBT觀測的中央經度。鳴謝:uux.cn/天體物理學雜誌快報(2024)。DOI: 10.3847/2041-8213/ad0a95
雖然從地球上看，圍繞51 Pegasi運行的係外行星不會從其母星前麵經過，但這顆恒星本身在TESS觀測中顯示出微妙的亮度變化，可以用來測量恒星的半徑、質量和年齡——這種技術被稱為星震學。
與此同時，恒星的磁場在星光上留下了微量的偏振，這使得LBT上的百事可樂可以在恒星旋轉時創建恒星表麵的磁性地圖——這種技術被稱為塞曼多普勒成像。總之，這些測量讓研究小組能夠評估恒星周圍當前的磁環境。
美國國家航空航天局開普勒太空望遠鏡之前的觀測已經表明，磁製動可能會在太陽年齡之後大幅減弱，切斷較老恒星的旋轉和磁性之間的密切關係。然而，這種變化的證據是間接的，依賴於對各種年齡的恒星自轉速率的測量。很明顯，在接近太陽年齡(45億年)的某個時候，自轉停止減慢，而在較老的恒星中減弱的磁製動可以重現這種行為。
然而，隻有直接測量恒星的磁場才能確定潛在的原因，開普勒觀測到的目標對於LBT觀測來說太暗了。TESS任務於2018年開始收集測量數據-類似於開普勒的觀測結果，但針對天空中最近和最亮的恒星，包括51顆Pegasi。
在過去的幾年裏，該團隊開始使用LBT上的百事可樂來測量幾個TESS目標的磁場，逐漸建立了對像太陽這樣的恒星隨著年齡增長磁場如何變化的新理解。觀測顯示，在比太陽稍年輕的恒星中，磁製動會突然改變，在那時變得比太陽弱10倍以上，並且隨著恒星繼續老化而進一步減弱。
研究小組將這些變化歸因於磁場強度和複雜性的意外轉變，以及這種轉變對恒星風的影響。最新測量的51 Pegasi的屬性表明，就像我們的太陽一樣，它已經經曆了這種減弱磁製動的轉變。
“非常令人高興的是，LBT和百事可樂能夠揭示這個行星係統的新視角，這個係統在係外行星天文學中發揮了如此重要的作用，”百事可樂攝譜儀的首席研究員Strassmeier說。"這項研究是在銀河係中尋找生命的重要一步。"
在我們的太陽係中，生命從海洋到陸地的轉變發生在幾億年前，與太陽磁場製動開始減弱的時間相吻合。年輕的恒星用輻射和帶電粒子轟擊它們的行星，這對複雜生命的發展不利，但年老的恒星似乎提供了更穩定的環境。根據Metcalfe的說法，該團隊的發現表明，尋找太陽係外生命的最佳地點可能是中老年恒星周圍。