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一次大太阳耀斑在几分钟内就释放出太阳能量的0.02%吗?

太阳日冕,也便是太阳最热的外层,温度超越一百万开尔文,并产生带电粒子的风,每年大约有月球质量的百万分之一被抛出。众所周知,太阳瞬变事情会导致高能带电粒子向太空很多喷发,其间一些会“轰炸”地球,但因受地…

太阳日冕,也便是太阳最热的外层,温度超越一百万开尔文,并产生带电粒子的风,每年大约有月球质量的百万分之一被抛出。众所周知,太阳瞬变事情会导致高能带电粒子向太空很多喷发,其间一些会“轰炸”地球,但因受地球磁场的维护在南北极产生了极光,偶然甚至会打乱全球通讯。一个长时间困扰天文学家的问题是:太阳是怎么产生这些高能粒子的?

太阳耀斑或其他类型的脉冲事情被认为是要害机制,热气体被电离,并在下面产生一层循环电流,然后产生强壮的磁场环路。当这些环路歪曲和开裂时,它们可以忽然喷发出带电粒子的脉冲。在太阳耀斑的规范图画中,这种是由大规模的运动驱动,可是能量在哪里开释,怎么开释,以及粒子是怎么加快的,依然还不确认,因为还没有在太阳以满足小的规范:

丈量到大规范电流的磁性,以便与耀斑活动的区域相对应。哈佛史密森天体物理中心天文学家沈成才、凯瑟琳·里夫斯和合作者,新研讨报告了对太阳磁场和耀斑喷发电子活动区域的空间分辩观测。研讨小组使用欧文斯山沟太阳能阵列(EOVSA)的13个天线阵列及其微波成像技能,观测到了巨大的太阳耀斑。跟着太阳耀斑事情的进行,他们看到了一个快速上升气球形状的漆黑空泛。

与歪曲的磁力线大致沿着场线的轴线上升、决裂和喷发出的电子相对应。科学家们可以对结构的细节进行建模,经过估量磁场的强度和等离子体活动速度,仅这一次大耀斑就在其峰值几分钟内开释出了大约整个太阳能量的0.02%。研讨成果标明,磁场中的这些空间结构,是加快和引导快速移动电子进入行星际空间的首要方位,并展现了这些新空间分辩率成像技能的才能。

在太阳耀斑的规范模型中,假定大规范重联电流是驱动耀斑能量开释和加快粒子的中心引擎。但是,因为缺少对电流磁性的丈量,能量开释和粒子加快在哪里以及怎么产生依然不清楚。新研讨对太阳耀斑中沿电流特征的空间分辩磁场和耀斑加快进行相对论电子丈量。丈量到的磁场散布显现了一个部分极大值,在此,极性相反的磁重联磁力线互相十分挨近,称为磁重联X点。

丈量还显现,在耀斑环顶上方的电流底部邻近有一个部分极小值,称为“磁瓶”。这种空间结构与理论猜测和数值模仿成果共同。在X点邻近有一个约4000V/m的强重联电场。但是,这个方位显现了发射微波的相对论电子部分耗尽。相反,这些电子会集在磁瓶结构或邻近,每个瞬间都有超越99%的电子驻留在磁瓶结构中。调查标明,环顶磁瓶很可能是加快和约束相对论电子的首要场所。

博科园|研讨/来自:哈佛史密森天体物理中心

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