在壯觀的第一次中,科學(xué)家們在太陽上探測到類似極光的發(fā)射

在一項壯觀的發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家們在太陽大氣層中探測到了類似極光的發(fā)射。

在海拔約 40,000 公里(25,000 英里)的高度,一個新興的太陽黑子在陽光下成長光球由新澤西理工學(xué)院(New Jersey Institute of Technology)的俞思杰(Sijie Yu)領(lǐng)導(dǎo)的一組天文學(xué)家記錄了一種前所未見的持久射電發(fā)射。

太陽在工作時會發(fā)出各種輻射,但該團隊說,這與極光完全不同。

“我們檢測到一種特殊類型的長期偏振射電暴,這種射電暴來自太陽黑子,持續(xù)了一個多星期。Yu 說.

“這與通常持續(xù)數(shù)分鐘或數(shù)小時的典型瞬態(tài)太陽射電暴完全不同。這是一個令人興奮的發(fā)現(xiàn),有可能改變我們對恒星磁過程的理解。

發(fā)光、起伏的極光是地球上最壯觀的景象之一,但它們遠非我們地球獨有的,即使它們的形式千差萬別.極光已被檢測到太陽系中的每一顆主要行星,甚至木星的四顆伽利略衛(wèi)星.

太陽黑子的特寫,由井上太陽望遠鏡拍攝。該圖像顯示了一個直徑約為 30,000 公里(18,640 英里)的區(qū)域。(NSF/AURA/NSO認證)

當太陽粒子被磁力線卷入時,它們就會形成,磁力線充當加速器,在沉積粒子之前放大粒子的能量,通常在大氣中,在那里它們與其中的原子和分子相互作用以產(chǎn)生輝光。在地球上,我們可以看到那光芒在天空中跳舞。

但可見光只是極光發(fā)射光譜的一部分。有無線電組件太。而且,盡管太陽通過其他過程(包括無線電活動爆發(fā))發(fā)出大量無線電發(fā)射,但盤旋在太陽黑子上空的發(fā)射在輪廓上與射電極光相似。

這很有意思。太陽黑子是太陽表面(其光球?qū)樱┥蠒簳r較暗、較冷的區(qū)域,由具有異常強大磁場的區(qū)域引起,這些區(qū)域具有異常強大的磁場。約束太陽等離子體.在太陽系中,沒有一個地方像太陽本身那樣充滿了太陽粒子。

因此,太陽粒子的磁場加速可以在那里發(fā)生是有道理的——只是由于太陽磁場更強大,比地球上更強大。

該團隊在空間和時間上分辨的分析“表明,[發(fā)射]是由于電子回旋加速器(ECM)發(fā)射造成的,涉及被困在會聚磁場幾何形狀中的高能電子。

“太陽黑子較冷和強磁性的區(qū)域為ECM發(fā)射的發(fā)生提供了有利的環(huán)境,”她說,“與行星和其他恒星的磁極帽相似,并可能為研究這些現(xiàn)象提供局部太陽類似物。

說明太陽黑子極光無線電發(fā)射如何產(chǎn)生的圖表。(Yu 等,Nat. Astron., 2023)

實際上,恒星發(fā)出極光無線電信號并非聞所未聞。幾年前,一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多恒星發(fā)出不尋常的無線電波,他們將其與一顆緊密圍繞的系外行星的存在聯(lián)系起來,該系外行星的大氣層被吸入恒星以產(chǎn)生極光發(fā)射。

太陽系的行星離太陽太遠,無法產(chǎn)生類似的效果,但我們離太陽足夠近,可以看到我們在遙遠恒星中錯過的更微弱的極光型發(fā)射。

研究人員認為,在離太陽黑子不遠的區(qū)域,耀斑活動將高能電子注入植根于太陽黑子的磁場回路中,為研究人員所謂的“太陽黑子射電極光”提供動力。這是迄今為止所涉及的機制的一些最明確的證據(jù),提出了研究恒星磁活動和遙遠恒星上的星斑行為的新方法。

該團隊計劃研究檔案數(shù)據(jù),看看他們是否能在之前的太陽活動爆發(fā)中找到極光的證據(jù)。

“我們開始拼湊出一個謎題,即高能粒子和磁場如何在一個系統(tǒng)中相互作用,并存在持久的星黑子。太陽物理學(xué)家蘇拉吉特·蒙達爾(Surajit Mondal)說新澤西理工學(xué)院(New Jersey Institute of Technology)的“不僅在我們自己的太陽上,而且在太陽系以外的恒星上。

該研究已發(fā)表在自然天文學(xué).

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