太阳爆发中心能量释放区域奥秘被揭开

发布时间:2020-07-29 14:44 来源:摘自科技日报 阅读次数:
字体:【    】

科技日报昆明7月28日电(记者赵汉斌 通讯员陈艳)当地时间27日,国际天文学杂志《自然·天文》发表了中科院云南天文台研究人员与美国新泽西理工学院合作的关于对耀斑电流片内的磁场分布,以及相对论电子加速特征的射电观测研究成果,从而揭示了太阳爆发中心能量释放区域的奥秘。

太阳爆发,是太阳系中最剧烈的能量释放过程,其中一般伴随着耀斑和日冕物质抛射现象。在标准耀斑模型中,大尺度电流片一般被认为是磁能快速释放和粒子加速的中心引擎,其中发生的磁重联,则是磁能向其它能量转换的核心过程。由于缺乏针对电流片附近磁场性质和高能粒子的观测,耀斑能量释放和粒子加速的位置及机制等关键问题长期得不到解决。

陈彬、林隽等人研究的日冕物质抛射整体磁场位形和微波辐射区域。连续曲线是由理论模型给出的磁力线。左边的地球用来做尺度对比。(图源:中科院云南天文台)

美国新泽西理工学院陈彬教授团队与云南天文台太阳活动与日冕物质喷发理论研究组林隽研究员等人合作,利用欧文斯谷太阳阵列射电望远镜数据,并基于林隽等人发展的Lin-Forbes太阳灾变模型的数值实验,分析了发生在2017年9月10日的X级耀斑爆发事件中电流片附近的微波辐射特征。他们发现,电流片磁场在重联X点上表现为局部最大值,而在电流片底部和耀斑环顶之间的区域表现为局部最小值。微波能谱观测图像则表明,超过99%的相对论电子的加速或者聚集的位置极有可能是发生在耀斑环顶的磁瓶区域,而非重联X点附近。这些结果既为最终解决耀斑过程中粒子加速的问题提供了直接的观测证据,也进一步证实了由Lin-Forbes模型的正确性。

此项研究成果也是国际学术交流的一个良好示范。此前,陈彬及其合作者向在美国哈佛-史密松天体物理中心进行学术访问的林隽介绍了其工作主线,并讨论了有关磁重联X点的理论位置、等离子体和磁场运动特征、高能粒子加速效率最高的区域等与关太阳爆发理论模型的相关问题。在陈彬的邀请下,林隽加入了研究团队,并共同圆满完成了这项研究工作。