【菜科解读】

　　天文学家观察到巨大恒星爆发 威力是太阳的10倍

　　据cnBeta：天文学家通过利用NASA强大的行星猎取太空望远镜发现了一个可怕的恒星爆发，这个爆发比以往在我们太阳系中看到的任何一次都要更强大。

对我们来说，幸运的是，这个红热的耀斑撕裂发生在距离地球约111光年的空间，其从一颗被称为EK Draconis（或称EK Dra）的恒星上爆发出来。

　　据了解，这颗恒星类似于我们自己太阳的年轻版本，这可以提供一个了解我们自己太阳系过去的窗口。

　　来自日本京都大学的太阳科学家、这项新研究的论文第一作者Kosuke Namekata表示：“行星大气层或宜居环境正在年轻恒星周围建立。

我们的研究可以促进对生命诞生环境的理解。

”

　　这一发现于12月9日发表在《Nature Astronomy》上，由Namekata及其同事利用NASA的凌日系外行星调查卫星（或称TESS）完成。

但实际上，该团队并不是在寻找其他世界，而是在寻找太阳耀斑。

恒星--像我们的太阳--是一个充满活力和暴力的地方，在发生耀斑事件后，它会突然喷出被称为日冕物质喷射的辐射。

这些爆发导致辐射溢出到太空，它们甚至可以到达地球并干扰轨道上的卫星。

　　研究小组在2020年4月5日观察EK Draconis时发现了一个超级闪焰事件。

这对一颗恒星来说并不罕见，但当他们继续观察爆发时，他们发现了可能是一个日冕物质喷射--并且还是一个极其强大的事件。

　　Namekata指出：“我们观察到的是一次爆发，它比在太阳上观察到的最大的CME要大10倍以上。

”

　　Namekata表示，研究小组观察到了一个丝状喷发，这有点像质量抛射的第一阶段，但不确定这是否是一个完全成熟的CME。

然而，通过将这些数据跟来自我们太阳的数据相比较，他指出“几乎可以肯定”是后者。

　　这是否意味着我们可能会看到一个来自我们母星的大规模耀斑和抛射？不过，EK Dra跟我们太阳系中心的熔炉之间有着几个关键的区别。

年龄是最大的因素，我们的太阳比EK Dra大约大45亿年。

年轻的恒星比我们每天在天空中看到的中年加热器更有可能释放巨大的耀斑--不过这并不意味着我们已经走出了困境。

　　“根据我们以前的研究，这种现象有可能发生在我们现在的太阳上，”Namekata说道。

不过他指出了一个巨大的注意事项--“发生的频率很低”。

他认为这样的事件可能只会每隔几百年发生一次。

　　然而当太阳还是一个新生的地狱时，它可能已经抛出了跟EK Dra相同的超级耀斑--而这将对地球和火星等行星的形成产生影响。

耀斑和喷射是如何影响这些行星的以及它们是如何影响恒星本身的，现在还不能说明，但Namekata正在进行一个项目将捕捉更多的耀斑和喷发。

另外，他还指出，这些喷发的频率对了解早期太阳系的演变相当重要。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

僵尸恒星周围具备宇宙生命诞生条件

目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主，并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星，这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。

　　相比较之下，白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地，作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星，此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行，于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质，这就是白矮星。

由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑，其具有极端的高密度，而体积并不比地球大多少。

　　尽管如此，科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区，满足液态水存在于行星表面，由于白矮星形成时具有极高的温度，其本身却没有能量来源，因此可以不断向外辐射热量，研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久，而我们的太阳系只有45亿年左右，如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星，那么这个时间可能比宇宙的年龄还长，因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命，并演化成高级文明。

　　在最新一项的研究中发现，位于白矮星周围可居住区轨道上的行星可获得合适波长的光，可以维持光合作用的进行。

至关重要的是，白矮星周围并不是出现太多有害的紫外线辐射，其能量辐射方式与太阳存在不同之处，而紫外线却可以杀死行星上暴露出来的生命。

　　根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂（Luca Fossati）和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。

通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在，并模拟白矮星的各种条件，计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值，尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线，他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍，从剂量的角度看，是非常接近地球环境的。