
美国航天局的太阳动力学天文台望远镜(SDO)观测到一场前所未见的太阳磁爆现象,或许会让咱们对太阳发作新的认知。
全日面像(来历:NASA)
在火热的太阳高层大气中,无时无刻涌动着巨大气流。它们从太阳外表喷射出来,时间短脱离外表,构成巨大的圈,然后再被太阳强壮的引力拽回外表。这种现象曩昔只能同日全食才干看到,因其挂在太阳边际如耳环一般,故而得名日珥。除了这些壮丽现象以外,太阳上也经常发作不行见的共同现象,例如磁场。
太阳外表的日珥(来历:NASA/SDO)
太阳就像一枚巨型磁铁,有着比较稳定的偶极磁场,不仅如此,在太阳外表,因为活泼着许多带电粒子和气体,然后构成无数个部分的微型磁场,显得分外紊乱。假如仔细观察并运用磁力线标示这些磁场,会发现有时分某些部分磁场的磁力线会忽然开裂,并在极短的时间内从头排列,这种进程被称为磁重联(magnetic reconnection)。磁重联是太阳外表快速能量开释进程,也是太阳磁能转化为粒子动能的进程,被以为可能与耀斑和日冕物质抛射(CME)有关。假如说太阳中心的能量来自核聚变的话,那么太阳外表一切高能现象简直都来自磁重联。因而研讨磁重联对知道太阳活动、猜测空间气候有着及其重要的作用。但是磁重联十分神秘莫测,变化无常,它是太阳物理学最顶级的内容之一,将其喻为“圣杯”恐怕也不为过。
太阳外表的部分磁场(来历:NASA)
虽然太阳外表紊乱的磁力线是看不见的,但它们依然影响着周围的物质。最近SDO初次观测到磁重联现象发作在日珥边上:一束电离气体脱离太阳外表而向上升腾构成日珥;当它往下掉的时分,“不小心”撞上了一堆看不见的磁力线,忽然引发一场小规模爆破,随后很快又从头衔接,构成一个共同的X形状。这种磁重联被称为逼迫磁重联(forced magnetic reconnection)或受控磁重联(controlled magnetic reconnection)。
SDO捕捉到一个共同的X形状磁暴(来历:NASA/SDO)
这是人类初次观察到相似现象,虽然早在15年前就有人提出过相关理论。天文学家早已了解到太阳外表存在磁重联的现象,不过,它们都是“自发性的”,从来没有哪个是由邻近的太阳迸发(solar eruption)引发的。这一发现是否会协助咱们翻开一个新的思路呢?自发重联只发作在电离气体较为淡薄的特定区域,而这种新式的磁重联规模更大,且随同日珥发作,或许它们对咱们猜测空间气候有协助。
日冕和太阳风暗示动画(来历:NASA's Goddard Space Flight Center/Lisa Poje)
与此同时,SDO卫星的观测多个方面数据显现,构成日珥的气体在事情后温度被加热到100万-200万开,这说明逼迫磁重联似乎是一个更有用的加热器,它会更快更大更有用地进步等离子体的温度,或许它能从某些特定的程度上回答为什么日冕会出现超高温,至少部分上作用显着。科学家们等待能寻觅更多的逼迫重联事情,进一步了解其背面的机制。
参考资料:
[1] A. K. Srivastava et al. On the Observations of Rapid Forced Reconnection in the Solar Corona. The Astrophysical Journal, Volume 887, Number 2
(https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4a0c)
[2] NASA’s SDO Sees New Kind of Magnetic Explosion on Sun
(https://ic-explosion-on-sun)
[3] A New Kind of Explosion on the Sun
(https://svs.gsfc.nasa.gov/13422)
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