1859年9月1日，英國天文學家Richard C.Carrington和Richard Hodgson分別獨立觀測到太陽表面的局部突然增亮現象，這種現像被太陽物理學家稱之為“flare”，中文譯名“耀斑” 。隨著觀測儀器的不斷進步，對太陽耀斑的觀測研究已經進入了多波段、高空間分辨率、高時間分辨率和高譜分辨率的階段。

觀察太陽耀斑的光變曲線，會發現光變輪廓具有明顯的先上升（上升相）後下降（下降相）特徵。一般來說，耀斑的上升相代表了太陽磁場能量通過磁重聯過程快速釋放的過程，而其下降相則代表了耀斑源區的逐漸冷卻過程。因而，耀斑的上升相和下降相的特徵時標，對耀斑研究具有非常重要的物理意義。

無獨有偶，在對恆星光變曲線的研究中，也發現了類似的突然增亮現象，也被稱作“flare”。由於恆星缺少空間分辨率的觀測，恆星天文學家將其譯為“耀發”。雖然恆星耀發的研究歷史也很悠久，但是累計觀測到的恆星耀發的樣本數並不多，而類太陽恆星的耀發樣本就更少了。Kepler空間望遠鏡在2009年發射升空之後，對特定天區進行了持續的測光觀測，獲取了大批量恆星的光變曲線，為類太陽恆星耀發的研究提供了大量樣本，尤其是其中的高頻採樣（short-cadence，簡稱SC）數據，帶來了耀發光變輪廓的大量豐富信息。典型的類太陽恆星耀發光變輪廓，可見圖1。

KIC 4543412恆星上一次耀發的精細光變輪廓。T rise代表上升相時間，T decay代表下降相時間，數據點間的時間間隔約為1分鐘

由中國科學院國家天文台賀晗研究員帶領的研究團隊利用Kepler的SC數據，選取恆星參數與太陽接近的20顆有顯著耀發活動的類太陽恆星，從光變曲線中識別出184個恆星耀發樣本，基於耀發的光變輪廓確定了每個耀發樣本的上升相和下降相時間（見圖1），然後對耀發的上升相時間和下降相時間進行了統計分析。結果顯示，類太陽恆星耀發的上升相時間中位數為5.9分鐘，下降相時間中位數為22.6分鐘。這一結果與太陽耀斑的時標一致，因而支持兩者俱有相同的物理機制。

研究進一步發現，類太陽恆星耀發樣本的上升相和下降相時間均符合對數正態分佈，表現為尖頭–長尾的分佈形態（見圖2），該分佈通過了Kolmogorov–Smirnov檢驗，置信水平為0.95。這一結果為恆星耀發特徵時間分析提供了一種新的思路，可作為未來此類研究的基準，用於比較各類恆星上耀發時間的分佈規律。此外，該分佈結果可以作為系外行星大氣建模的輸入因子，對分析恆星耀發活動施加於系外行星大氣的影響以及系外行星的宜居性具有重要意義。

圖2：左側的上圖和下圖分別為耀發樣本的上升相時間和下降相時間分佈直方圖（藍色），以及對數正態分佈擬合曲線（紅色）。右側上圖和下圖分別為上升相時間和下降相時間各自取對數後的正態分佈圖

本研究工作以快報（Letter）的形式發表於國際重要天文學期刊《皇家天文學會月刊》（MNRAS: Letters, 2021, 505, L79-L83），論文審稿人評價該工作是“重要且有趣的（ important and interesting）”。《皇家天文學會月刊》由英國牛津大學出版社出版，已有190多年的歷史，1859年Carrington和Hodgson發現太陽耀斑的論文即發表於該刊。

論文作者成員來自中國科學院國家天文台、南京大學、中國科學院新疆天文台、貴州大學和美國新澤西理工大學，國家天文台閆岩博士和賀晗研究員為該論文的共同通訊作者。

本項研究獲得國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中國科學院留學基金資助。

論文地址：https://academic.oup.com/mnrasl/article-abstract/505/1/L79/6297375