揭秘!日冕物质抛射诞生原理:看看我们的太阳是如何发“脾气”的

一个国际天文学家团队从另一种角度解开了日冕抛射物质的诞生,日冕物质抛射是一种来自太阳的最大规模和最具破坏性的爆炸。

根据一篇发布在期刊“科学进展”上的文章,一个由来自中国科学技术大学Tingyu Gou领导的小组,第一次可以很清楚地观察到大部分太阳火山爆发的发生和演变。

图解:一直以来太阳上发生的巨大爆炸都是一个迷,但是现在不再是了--- NASA的太阳动力学天文台在2017年9月捕捉到的一次日冕物质抛射。

在一定的距离里太阳看上去仁慈且赋予生命的,但是在更近的观察距离上它却具有狂暴的力量。它的外层,也就是日冕,是一个是一个炎热且充满活力的地方,在哪里不断地从太阳风中发出带电粒子流。它也喷发固定的闪光,也就是耀斑,以及称为日冕物质抛射(CME)的数十亿吨磁化等离子体的巨大爆炸。

这些喷发的物质对地球有很大的潜在影响。CMEs可以损坏卫星的电子器件,杀死在太空漫步的宇航员,并且造成巨大的风暴使电网中断。研究CME是提高预测能力的关键,然而,几十年来,它们的起源和发展仍然难以捉摸。“基础物理学是对日冕磁场的破坏”作为这篇文章的作者之一,来自德国波茨坦大学的Bernhard Kliem解释道。

这种破坏使得等离子体的膨胀气泡,一种CME能够聚集,驱动它和磁场向上。“泡沫”可以撕裂并爆发,通常伴随着太阳耀斑。磁场线然后回落并与相邻线组合以形成应力较小的场,从而在太阳的许多UV和X射线图像中产生美丽的环。

“这种断裂和重新闭合过程称为磁重联,它在等离子体物理学,天体物理学和空间物理学的研究中很受欢迎”Kliem说。粉碎等离子板可以解决太阳耀斑难题,

但是日冕磁场被破坏的原因一直在不断地争论。

“对许多人来说,磁场的不稳定性是主要原因,”Kliem说。 “这需要磁场形成一个扭曲的磁通管,称为磁通绳,其中可以存储火山喷发中释放的能量。”

这个理论坚称磁通绳会导致磁通绳缠结和不稳定,如果它们在磁重联过程中突然重新排列,它们可以释放被困能量并触发CME。

该领域的其他人认为这是另一种方式,磁性重新连接是形成磁通绳的触发器。这是一个棘手的问题,因为助焊剂绳索和重新连接是如此交织在一起。研究甚至表明存在另一层复杂性:较小的磁环称为微型磁通绳或等离子体,它们以分形的方式连续形成,并且可能对诸如CME之类的较大事件产生级联影响。

为了更好地处理这一复杂过程,该团队观察了2013年5月13日爆发的CME演变。通过将NASA太阳动力学观测站(SDO)的多波长数据与现代分析技术相结合,他们能够确定正确的事件顺序:太阳日冕中的磁性重新连接形成了磁通绳,然后变得不稳定并爆发。

Kliem说,下一步是要了解喷发过程中的另一个重要现象:一种薄而细长的结构,称为“当前板”,其中形成了微型助焊剂绳索。 “我们需要研究日冕磁场何时何地形成这样的当前板块,这些板块可以形成一根助焊剂绳索,然后可能会爆发以驱动太阳能爆发,”他总结道。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine-LAUREN FUGE-张歪

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