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NASA科学家首次观测到太阳新型 “磁爆发”,正式

作者:admin    来源:互联网    发布时间:2020-06-16 11:40    浏览量:

在进行太阳天文学的过程中,科学家们注意到,太阳纠缠在一起的磁力线会周期性地断裂,然后重新排列。这一过程被称为磁重联,即物体的磁性拓扑结构被重新排列,磁能被转换成动能、热能和粒子加速度。

然而,在观测太阳的过程中,一组印度天文学家发现了一种前所未有的现象:附近的爆炸现象引发了磁力线的重新连接。这一观测结果证实了一个已有十年历史的理论,即磁重联和外部驱动,也可能导致我们对太空气候和聚变控制与等离子体实验的理解发生一场革命。

团队负责发现是由阿布斯利瓦斯塔瓦太阳能科学家从印度理工学院(BHU),包括大学的天文学家南波西米亚,北京大学地球与空间科学学院,数学等离子体天体物理学中心印度天体物理学研究所和阿玛天文台。

斯利瓦斯塔瓦和他的同事利用美国国家航空航天局太阳动力学观测站的数据观测了一次不同于以往的磁爆炸。它开始于太阳大气的上层(日冕),在那里有一个大的物质环(也就是日冕)。(日珥)是由太阳表面的喷发引起的。然后,这个回路开始下降到表面,但随后遇到了大量纠缠在一起的磁力线,引发了磁爆炸。

印度理工学院(BHU)的太阳能科学家阿布舍克斯里瓦斯塔瓦(Abhishek Srivastava)解释称:“这是首次观察到磁场重连的外部驱动因素。这对于理解其他系统非常有用。例如,地球和行星磁球,其他磁化等离子体源,包括实验室规模下的等离子体,这种等离子体高度扩散难以控制。”

在以前的案例中,在太阳和地球周围观察到的磁重联在本质上是自发的。只有在太阳的特定区域,包括一层薄薄的电离气体(又称电离气体),条件适宜时,才会发生这种情况。(等离子体)只传导电流,但传导能力很弱。

尽管15年前人们就首次提出了由爆炸驱动的强制重连的可能性,但从未有人直接观测到。这种重新连接可以发生在更大范围的地方,在那里等离子板对导电的电阻更低。然而,它也需要喷发来触发它,这将挤压等离子体和磁场,并导致它们重新连接。

通过使用SDO,研究小组能够通过检测太阳的波长来研究这种等离子体,这种波长显示粒子被加热到100 - 200万摄氏度(180 - 360万华氏度)。这使得他们能够在历史上第一次观察并拍摄到日冕强迫重连事件的图像。它开始于日冕中的日珥落回光球层,在那里它遇到了一团磁场线,并以独特的x形重新连接。

磁重联合理解释了为什么日冕实际上比低层大气热数百万度——这一直是天文学家的一个谜。为了解决这个问题,太阳能科学家们花了几十年的时间寻找一种可能的机制来驱动这种热量。

考虑到这一点,斯利瓦斯塔瓦和他的团队对等离子体进行多波长紫外观测,计算出重联事件后等离子体的温度。数据显示,日珥比周围的日冕温度低,在重连事件后日珥变得更热。这表明强制重联可能是局部加热电晕的原因。

虽然自发的重新连接仍然可能是一个影响因素,但强制重联似乎是一个更大的因素,它能够更快、更高、更可控地提高等离子体温度。与此同时,斯利瓦斯塔瓦和他的同事们将继续寻找更多的磁重联事件,以期更好地理解它们背后的机制以及它们发生的频率。

这些结果也可能导致更多的太阳研究,看看像耀斑和日冕物质抛射这样的爆发事件是否也会导致强制重联。由于这些喷发是太空天气背后的驱动力,而太空天气会对地球上的卫星和电子基础设施造成严重破坏,因此对强制重联的进一步研究可能有助于建立更好的预测模型。

反过来,这些将允许在耀斑或喷射发生时进行早期预警和采取先发制人的措施。理解磁场重联是如何被外部驱动的,也可能导致实验室取得突破。在核聚变实验中尤其如此,科学家们正在研究如何控制过热等离子体流。

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