科学家精确定位为一系列太阳耀斑提供动力的能量释放

科学家们已经精确地确定了为一系列太阳耀斑提供能量的爆炸释放——这是第一次。

太阳耀斑最初是在2017年由新泽西州理工学院操作的射电望远镜扩展欧文斯谷太阳阵列(EOVSA)记录的。

在研究太阳活动的时候，射电望远镜发现了一个新的磁能区的诞生，该磁能区邻近一个现存的太阳黑子。能量爆炸将太阳大气中喷出的极热等离子体送入太空。

最近，科学家们重新检查了EOVSA收集的数据，寻找记录在微波频谱中的独特模式。

到目前为止，科学家们只能通过检查光球(太阳的白光)上记录的电磁信号来研究太阳耀斑。通过在短时间尺度上研究微波光谱，科学家们能够研究日冕中能量的运动——日冕是太阳耀斑的底部。

研究人员本周在《科学》杂志上发表了他们的突破性研究。

“我们已经能够精确定位日冕中磁能释放的最关键位置，”研究作者格雷戈里·弗莱斯曼在一份新闻稿中说，他是国家地理信息技术研究所日地研究中心的杰出物理学研究教授。

“这些是第一批捕捉耀斑微观物理的图像——在小的空间和时间尺度上发生的详细的过程链，这些过程能够实现能量转换。”

通过测量日冕爆炸后磁能的消散和随后电场的增加，科学家们能够利用能量守恒定律来计算热能和动能，这些热能和动能将太阳耀斑的过热等离子体粒子加速穿过太阳高层大气并向太空传播。

这项新研究的作者提出，他们用来描述太阳耀斑的相同分析技术——结合地球观测卫星的技术能力——可以用来研究其他强大宇宙现象的起源，如伽马射线爆发。

组成EOVSA的13个天线可以在极短的时间尺度内捕捉到宽频谱的图像。

“微波发射是唯一对日冕磁场环境敏感的机制，因此独特、高节奏的EOVSA微波光谱观测是促成这一磁场快速变化发现的关键，”该研究的合著者戴尔·加里(Dale Gary)说，他是NJIT杰出的物理学教授和EOVSA主任。“这种测量是可能的，因为在日冕磁场中运动的高能电子主要发射微波范围内的磁敏感辐射。”

EOVSA仪器不仅仅是检查为太阳耀斑提供燃料的能量的局部爆炸，它还可以用来对日冕爆发推动的强大冲击波进行广角观察——这种分析可以帮助科学家更好地理解太阳辐射及其对地球的影响。

加里说:“耀斑加速粒子与那些被冲击加速的粒子之间的联系是我们理解哪些事件是良性的，哪些是严重威胁的一个重要部分。”。