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最新消息!美国宇航局的SDO观测到太阳上出现了一种新型的磁爆炸!
SDO(SolarDynamicsObservatory)是美国国家航空和宇宙航行局于年2月的太阳动力学观测台,旨在观测太阳表面发生的现象。近日,它观测到一场以前从未见过的磁爆炸。现场表明,在灼热的太阳高层大气中,一个日珥——一个由太阳表面喷发产生的物质形成的大圈开始回落到太阳表面。但在日珥形成之前,日珥撞上了一堆磁场线的漩涡,引发了这场空前的磁爆炸。
科学家们以前曾看到太阳上混乱的磁力线发生爆炸性的断裂和重新排列,这一过程被称为磁力线重联或者磁重联,但从来没有一次是由附近的喷发触发的。这一观测证实了已有十年历史的理论,可能有助于科学家了解太阳大气的一个关键谜团,更好地预测太空天气,也可能导致受控聚变和实验室等离子体实验的突破。
位于印度瓦拉纳西的印度理工学院(BHU)的太阳能科学家阿布舍克斯里瓦斯塔瓦表示:“这是首次观察到磁重联的外部驱动因素。这对于理解其他系统可能非常有用。例如,地球和行星磁珠,其他磁化的等离子体源,包括实验室规模的实验,其中等离子体高度扩散,很难控制。”
以前曾在太阳和地球周围发现过一种称为自发重联的磁性重联。但是这种新的爆炸驱动型——被称为强制重连——从未被直接发现过,尽管它是15年前首次提出的理论。之前所观察到的自发重联需要具备适当条件的区域才能发生,例如只有一层薄薄的电离气体或等离子体,而它只能微弱地传导电流。这种新型的强制重连可以在更大范围内发生,比如在等离子体中,它的导电电阻甚至更低。然而,它只会在爆发时才会发生。喷发挤压了等离子体和磁场,导致它们重新连接。
虽然我们无法观测到太阳混乱的磁力线,但它们仍然影响着它们周围的物质,一锅被称为等离子体的超热带电粒子。科学家们通过美国国家航空航天局太阳动力学观测站(SDO)的观测数据研究了这种等离子体,特别是观察了一束显示被加热了1-2百万开尔文(-万华氏度)的粒子的波长。观测结果使他们第一次直接看到了太阳日冕。在长达一个多小时拍摄的一系列图像中,可以看到日冕中的一个日珥落回了光球层。在途中,日珥遇到了一团混乱的磁力线,导致它们重新连接成一个独特的X形。由太阳的日珥引起的强迫磁场重连,在NASA的SDO图像中首次被发现。
这种自发重连为解释太阳大气的热度提供了一种解释,有趣的是,日冕比低层大气要热数百万度,这是一个谜题,几十年来,太阳科学家一直在寻找是什么机制在驱动这种热量。科学家们观察了多种紫外线波长来计算重新连接事件期间和之后等离子体的温度。数据显示,日珥在日珥事件后获得了热量,日珥相对于日冕来说是相当冷的。这表明强迫重连可能是日冕局部受热的一种方式。自发重新连接也可以加热等离子体,但强制重新连接似乎是一个更有效的加热器——更快、更高、更可控地提高等离子体的温度。
虽然日珥是磁场重新连接事件背后的驱动因素,但其他太阳爆发,如耀斑和日冕物质抛射,也可能导致磁场被迫重新连接。由于这些喷发驱动着太空天气,而太阳辐射的爆发会破坏地球周围的卫星通信,因此理解强迫重连可以帮助建模者更好地预测破坏性高能带电粒子可能会在什么时候加速撞击地球。并且了解磁重联是如何被控制的机制,也可以帮助等离子体物理学家在实验室中重现磁重联,这对于控制和稳定等离子体非常有用。
科学家们正在继续寻找更多的强迫重联事件。通过更多地观察,他们可以开始理解重新连接背后的机制,而且这种情况经常会发生。科学家表示,强制重连无处不在,但如果我们想证明这一点,就必须继续观察它,对它进行量化。