VLA为太阳耀斑提供新的见解

admin 2018-05-16

/使用Karl G. Jansky超大阵列射电望远镜以及紫外和X射线波长的其他望远镜,天文学家揭示了太阳耀斑的新见解。 / em

天文学家已经向确认太阳耀斑如何使带电粒子加速到接近光速的提议解释迈出了重要的一步。国家科学基金会的Karl G. Jansky超大阵列(VLA)射电望远镜的新功能使这一重要进展成为可能。

太阳耀斑是太阳系中最强大的爆炸,可以将大量带电粒子如电子和质子加速到接近光速。然而,他们如何做到这一点并不确定。

“人们一直认为,由太阳耀斑产生的特定类型的冲击可能是加速这些粒子的原因,但是对于这种机制还没有令人信服的观测证据。现在,利用升级的VLA的原始能力,我们获得了一个全新的结果,强有力地支持了这一理论情景,“哈佛 - 史密松天体物理中心(CfA)的研究的第一作者Bin Chen说。

太阳耀斑往往与强大的爆发有关,这些爆发从太阳中投射出大量的物质。科学家认为耀斑是由太阳磁场突然释放能量而产生的。太阳大气中的磁场搅动和纠结。当这些磁场在称为磁重联的过程中捕捉并重新配置自己时,会释放出大量的能量。不过,研究人员并不清楚,能量释放过程如何能够推动从耀斑出现的高速带电粒子。

新的VLA观测结果支持加速发生在耀斑区域,快速流动的太阳气体撞击密集的磁场环路。这会产生一种冲击波,类似于飞机的音爆,只不过它作为所谓的“终止冲击”保持在一个地方。电子被冲击反复撞击成越来越高的速度。 VLA观察到的这种冲击与计算机模拟很相似,这种模拟在耀斑中产生这种现象。

科学家们使用VLA以及其他紫外和X射线波长的望远镜研究2012年3月3日发生的耀斑。VLA可以在广泛的无线电频率中观测太阳,时间片只有50毫秒每秒产生超过40,000个单独的无线电图像。根据共同作者Chengcai Shen(也是CfA的一位研究人员)的计算机模拟,研究人员能够确定短暂爆发的无线电波来自高能电子正在发生终止冲击的地方。其他细节进一步支持了冲击加速模型。

“这些新见解是我们理解粒子加速的重要一步,这不仅是太阳耀斑的一个重要方面,也是整个宇宙发生的基本物理过程,”陈说。

出版物:Bin Chen等人,“通过太阳耀斑终止冲击引起的粒子加速”,科学2015年12月4日: 350没有。 6265第1238-1242页; DOI:10.1126 / science.aac8467

来源:哈佛 - 史密松天体物理中心


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