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借助國產(chǎn)先進(jìn)太陽觀測(cè)系統(tǒng) 白光耀斑產(chǎn)生新機(jī)制被揭示
2025年06月13日 11:23:39
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：2269
中國科學(xué)院云南天文臺(tái)撫仙湖太陽觀測(cè)和研究基地的研究團(tuán)隊(duì)利用中國一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(NVST)、“夸父一號(hào)”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號(hào)”衛(wèi)星(CHASE)等國產(chǎn)先進(jìn)太陽觀測(cè)系統(tǒng)，解析了一次罕見的C9.3級(jí)白光太陽耀斑及其對(duì)光球?qū)拥挠绊?，為“阿爾芬波”作為能量傳輸機(jī)制提供了罕見的觀測(cè)支持。
白光耀斑是太陽耀斑中極為罕見且可通過白光直接觀測(cè)到劇烈能量釋放的特殊類型。而關(guān)于白光耀斑的形成機(jī)制，一直以來都存在爭(zhēng)議。傳統(tǒng)理論認(rèn)為白光耀斑主要由高能粒子流直接加熱光球?qū)赢a(chǎn)生，但中國科學(xué)院云南天文臺(tái)撫仙湖太陽觀測(cè)和研究基地的研究團(tuán)隊(duì)卻對(duì)這一觀點(diǎn)發(fā)出了“挑戰(zhàn)”。該研究基地的青年副研究員徐喆及合作者通過高分辨率觀測(cè)手段詳細(xì)解析了一次罕見的C9.3級(jí)白光太陽耀斑及其對(duì)光球?qū)拥挠绊憽?br />
據(jù)悉，研究人員利用中國一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(NVST)、“夸父一號(hào)”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號(hào)”衛(wèi)星(CHASE)等國產(chǎn)先進(jìn)太陽觀測(cè)系統(tǒng)，捕捉了2023年9月11日，位于太陽東側(cè)邊緣的NOAA活動(dòng)區(qū)13431發(fā)生的一次白光耀斑。
這次白光耀斑十分特殊，耀斑能級(jí)遠(yuǎn)低于通常認(rèn)為能引發(fā)白光發(fā)射的M級(jí)或X級(jí)強(qiáng)度，僅僅只有C9.3級(jí)，但卻表現(xiàn)出清晰的白光增強(qiáng)現(xiàn)象。
而在研究人員發(fā)表的成果中提到，他們?cè)贜VST的TiO波段觀測(cè)到明顯的白光增強(qiáng)，表現(xiàn)為兩個(gè)白光核及其連接的絲狀增亮結(jié)構(gòu)。絲狀增亮與黑子半影的纖維結(jié)構(gòu)一致，表明白光輻射中包含來自深層光球的貢獻(xiàn)。特別的，研究人員在白光耀斑核區(qū)域發(fā)現(xiàn)了突發(fā)的光球渦流運(yùn)動(dòng)以及磁場(chǎng)強(qiáng)度驟增的現(xiàn)象。這些跡象表明，耀斑釋放的能量可能通過“阿爾芬脈沖波”的形式從日冕快速傳遞至光球?qū)?。這些突發(fā)的光球旋渦可能是阿爾芬波脈沖在太陽大氣中傳播至光球?qū)拥谋憩F(xiàn)形式。它不僅導(dǎo)致了局部磁場(chǎng)的增強(qiáng)，也可能協(xié)助非熱電子進(jìn)入太陽大氣的更深層進(jìn)行加熱，從而產(chǎn)生白光輻射。
通過對(duì)ASO-S的硬X射線成像光譜數(shù)據(jù)分析，研究發(fā)現(xiàn)此次耀斑中非熱電子能量普遍低于50 keV，這不足以單獨(dú)使其穿透到光球?qū)?。這一現(xiàn)象進(jìn)一步支持了“阿爾芬波+電子束協(xié)同作用”理論模型。研究團(tuán)隊(duì)估算阿爾芬波傳遞的能量高達(dá)10^30 erg，可以同時(shí)引起非熱電子的加速和光球磁場(chǎng)的增強(qiáng)，這有力地證明了阿爾芬波機(jī)制在太陽大氣垂直能量輸運(yùn)中的潛力。此外，觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示耀斑信號(hào)在304 Å、Hα和TiO波段之間存在一定的時(shí)間延遲，這種層次分明的時(shí)間延遲現(xiàn)象也與阿爾芬波傳播所需的時(shí)間尺度一致。
簡單來說，這項(xiàng)研究表明，C級(jí)太陽耀斑在特定磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)與能量傳輸機(jī)制作用下，同樣可以觸發(fā)可觀測(cè)的白光輻射，這為“阿爾芬波”作為能量傳輸機(jī)制提供了罕見的觀測(cè)支持，拓寬了人類對(duì)白光耀斑形成條件的認(rèn)知。同時(shí)也為未來構(gòu)建更完整的太陽耀斑能量傳輸模型提供了堅(jiān)實(shí)的觀測(cè)基礎(chǔ)，有助于我們更深入地理解太陽耀斑的能量釋放和傳輸過程。
作為此次研究的“功臣”，中國一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(NVST)、“夸父一號(hào)”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號(hào)”衛(wèi)星(CHASE)等國產(chǎn)先進(jìn)太陽觀測(cè)系統(tǒng)也展現(xiàn)了我國自主太陽觀測(cè)設(shè)備在多波段、高時(shí)空分辨研究中的強(qiáng)大能力，也體現(xiàn)了這些高分辨率觀測(cè)手段對(duì)于推動(dòng)未來的太陽觀測(cè)和研究發(fā)展的重要價(jià)值。
目前該成果發(fā)表于國際天文學(xué)期刊《The Astrophysical Journal Letters》，在國際天文學(xué)界引起廣泛關(guān)注，感興趣的讀者可以去查閱學(xué)習(xí)。
素材及參考資料來源：中國科學(xué)院云南天文臺(tái)
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