TRAPPIST-1 の予想よりも低いフレア温度

Ｍ型矮星のフレアはMuSCAT2による観測では予想より低温であり、ハビタブルゾーンの系外惑星に生命が発生進化するのを阻害するものではない。と言ってます。知らんけど。以下、機械翻訳。
TRAPPIST-1 の予想よりも低いフレア温度
2022年4月26日受領。 2022年8月26日受理
概要
ねらい。恒星フレアは、X 線と紫外線 (UV) 領域で熱放射と非熱放射を放出します。フレアからの高エネルギー放射ですが、
系外惑星の大気に対する潜在的な脅威であり、表面の滅菌につながる可能性があります。また、必要な低質量星に余分なエネルギーを提供する可能性があります
プレバイオティクス化学を誘発し、維持します。フレア温度によって部分的に制約されている UV 連続体放射にもかかわらず、いくつかの努力が行われています。
超低温M型矮星のフレア温度を決定するために作られました。超低温矮星 TRAPPIST-1 の 2 つのフレアを調査します。
7 つの系外惑星をホストしており、そのうち 3 つがハビタブル ゾーン内にあります。フレアは、MuSCAT2 装置の 4 つの通過帯域すべてで検出されます。
それらの温度と放射エネルギーの決定を可能にします。
メソッド。 MuSCAT1（トランジット系外惑星の大気研究用多色同時カメラ）の光度曲線を解析しました
g、r、i、zs-filters で 2016 年から 2021 年の間に取得された MuSCAT2 機器。自動フレアサーチを実施し、目視で確認
可能性のあるフレアイベント。黒体温度は、フィルター固有のフラックスを外挿することにより、スペクトル エネルギー分布 (SED) から直接推定されました。私たちは、両方のフレアの温度変化、全球温度、およびピーク温度を調べました。
結果。白色光 M 型矮星フレアは、温度が 9000 ～ 10000 K の黒体によって文献に記述されることがよくあります。
TRAPPIST-1 で発生したフレアの実効黒体温度を推測するとき。 2機のTRAPPIST-1の黒体温度
SED に由来するフレアは、TSED = 7940+430−390 K および TSED = 6030+300−270 K と一致します。
。ピーク時のフレア黒体温度も
TSEDp = 13620+1520−1220 K および TSEDp = 8290+660−550 K をもたらすピーク SED から計算。 TRAPPIST-1 のフレア頻度分布を更新しました。
また、系外惑星の居住性に対する黒体温度の低下の影響について議論します。
結論。超低温のM型矮星TRAPPIST-1では、全連続体に関連するフレア黒体温度が示されています
放出は低く、系外惑星研究の一貫で通常採用されている 9000-10000 K の仮定と一致しません。ピークに向けて
両方のフレアは、それぞれ 9000 ～ 14000 K の典型的な範囲と一致しているようです。これは、異なるより速い冷却を意味する可能性があります
メカニズム。私たちの観察が超低温の一般的な特徴であるかどうかを調べるには、さらに多色の観察が必要です
Mドワーフ。 UV 表面フラックスは
フレア温度が高いモデルによって過大評価されています。
キーワード。星: フレア – 星: 活動 – 星: 低質量 – 星:個体: TRAPPIST-1 – 惑星と衛星: 大気 – 惑星星 相互作用

図 1: Flare の MuSCAT2 (M2) の 4 つのフィルターすべての光度曲線
1: フレアは g、r、i フィルターで見えますが、S/N は
zs-filter が低すぎます。 4 つの M2 をよりよく区別するには
チャネルでは、フラックスに定数値を追加します。 時間が与えられる
短縮ユリウス日 (RJD) の日数、RJD = BJD - 2454833 d
ここで、BJD は重心ユリウス日です。


図 2: Flare の MuSCAT2 (M2) の 4 つのフィルターすべての光度曲線
2: フレアは g フィルターと r フィルターで見られますが、S/N は
i フィルターと zs フィルターが低すぎます。 時間とフラックスは、
図1


図 3: MuSCAT で観測された積分フラックスの比率 R
バンドパスは、フレアの効果的な黒体温度を一意に決定します。 温度テフの黒体は別に
MuSCAT フィルターのスペクトル応答関数を乗算して比率 Rj を生成します。
. さまざまな感性を得る
各フィルター ペア: R(g,rs)
R(g,zs) は温度に敏感な場合がありますが、理論的には 5000 K 未満の温度でより敏感です。
50000Kまで。


図 4: M2 r フィルター データを使用した Flare 2 のフラックス プロファイル フィット: オレンジ色
曲線は、フレア テンプレート aflare1 を使用した最適な適合を示します。 の
黒い線は、マルコフ連鎖からの 100 個のランダム サンプルを示しています。
下のパネルは、観測間の残差を示しています
そしてモデル。 MCMC 適合の対応する事後確率分布は、付録の図 B.1 に示されています。
下のパネルは、残差の系統誤差を示しています。
重なり合ったフレアまたは振動が原因である可能性があります。 これについては、セクション 5 でさらに説明します。


図 5: M2 で観測された 2 つのフレアの SED。 SED は
再び emcee を使用して、温度 Teff と面積パラメーター a が自由パラメーターとして残されているモデルで近似します。 フラックス
zs-filter では、最適な黒体とわずかに一致しません。
両方のフレアに。 モデルの不確実性は、
影付きの領域。 波長の不確実性バーは、それぞれのフィルター幅として理解する必要があります。 Flare 2 の SED は
2 つの SED を視覚的に比較しやすくするために、2.5 の定数を掛けます。 紫とオレンジのラインは
マルコフ連鎖からランダムに抽出された 100 のサンプルとマーク
適合した破線の最適適合曲線の不確実性。

6. 結論
59夜の多色測光観測を使用しました
TRAPPIST1 でフレアを検索する MuSCAT1 と MuSCAT2。 MuSCAT2 の光度曲線に 2 つのフレアが見つかりました。さらに、黒体温度が関連していることを発見しました。
放出されたフラックスの合計は、以前よりも低温になる可能性があります
超クールな M 型矮星に推奨されます。の温度を推測しました
TSED = 7940+430−390 K
フレア 1 で 、TSED = 6030+300-270 K フレアの場合
2. ピーク温度 TSEDp = 13620+1520−1220 K を取得しました
フレア 1 およびフレア 2の TSEDp = 8300+660-550。観測されたピーク
TRAPPIST-1の黒体温もわずかに示されています
フレア 2 の温度は低くなりますが、
フレア 1 の文献。恒星大気のさまざまな冷却メカニズムがこの挙動の原因である可能性があります。
そして、その冷却は後のスペクトルタイプに向かってより効率的です。これ
さらなる分光測定なしで推測のまま
そしてモデリング。フレアリードの黒体温度を下げる
異なる UV 表面フラックスに影響を与えるため、
ボロメータエネルギーが残っていることを示したにもかかわらず、極寒のM型矮星周辺の系外惑星の居住可能性の推定
わずかに影響を受けます。 9000～10000 K の仮定を使用している間
より低い温度でのフレアは発生する可能性が高いため、フレア周波数を使用することをお勧めします
将来のさまざまなフレア温度を説明する温度分布。
さらに、私たちのデータに基づいて、そうではないと結論付けています。
観測された温度が低いかどうかを検証することが可能
TRAPPIST-1 は超低温矮星に固有のものであるか、その結果です。
これらの後期型星で生成されたより低いエネルギーの
によって示唆されているように、より低いフレア温度を観測する可能性が高い
エネルギーと温度の関係。約 15 の私たちの予測
Teff > 10000 K のフレアを観測するのに観測日数がかかるのは、
また、エネルギーと温度の関係を
M型矮星の低質量端。
私たちのSED法は、フレアの推定に適していることが証明されています
温度とエリア。これは、以前の
マルチカラー測光および分光アプローチ
その効率と低コスト。分光学的方法は特定の線放出の解像度を可能にしますが、
私たちのモデルが正確な温度と面積を推測することを可能にします
恒星フレアに関連しています。
他のM型矮星フレアに制約を課して、または
観察された行動は実際に一般的な特徴ではありません
超クールなMドワーフ。フレア温度が低くなり、後のスペクトル タイプに向かう傾向が報告されていることは、いくつかの後期 M 型矮星と初期の M 型矮星の徹底的な観測キャンペーンによって調べることができます。
図 8 の低質量尾部に生息する L 型矮星。M 型矮星
～ 3000 K の表面温度を持つものは特に適しています
他のものと比較して強化された活動を示すため、ターゲット
M型矮星とそれ以前のタイプの星 (Günther et al. 2020)。同様の星型の温度測定をお勧めします
TRAPPIST-1 の青いフィルター。また、超低温M型矮星フレアの分光観測を推し進めます。
たとえば、結果を改善するためのHαおよびHβの寄与。