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新研究发现太阳耀斑源于“磁雪崩” 微扰动引发能量释放

国内热搜 作者:光明网 热度:20

新研究发现太阳耀斑源于“磁雪崩” 微扰动引发能量释放

欧洲航天局的一项新研究揭示了太阳耀斑的形成机制。研究表明,这种强烈的爆发是由磁场中一些微弱而快速的扰动引发的,这些小事件的影响逐渐扩大,最终产生“磁雪崩”,类似于雪山中少量积雪滑动发展成雪崩的过程。

新研究发现太阳耀斑源于“磁雪崩” 微扰动引发能量释放

耀斑是太阳上最剧烈的活动之一,表现为太阳表面局部区域突然变亮,在短时间内释放出巨额能量,将等离子体加热到数千万度,使带电粒子加速到接近光速。科学界已经认识到这些能量原本储藏在磁场中,但对能量释放的具体过程仍不清楚。

新研究发现太阳耀斑源于“磁雪崩” 微扰动引发能量释放

2024年9月30日,美欧合作建造的“太阳轨道器”观测卫星记录了一次大型耀斑事件。该探测器携带的极紫外成像仪以两秒的间隔捕捉太阳外层大气(日冕)相关区域的变化,分辨率达到210千米。结合其他仪器对太阳大气层不同层次和温度区域的观察,研究人员详细分析了耀斑爆发前几十分钟到高峰期的演变过程。

新研究发现太阳耀斑源于“磁雪崩” 微扰动引发能量释放

现有理论认为,耀斑源于磁重联现象,即磁力线断裂后重新连接,磁场重新分布,磁能在这一过程中转化为粒子动能、热能和辐射能。研究发现,在这次耀斑活动高峰期之前约40分钟,相关区域中出现了与磁重联有关的线状结构。这些磁重联事件起初较为微弱,但发生得非常快,时间尺度最多只有几秒。

随着这些微弱扰动的影响逐渐扩散,新出现的磁重联事件能量越来越高,到达某个临界点后发生“磁雪崩”,导致耀斑爆发。研究人员认为,雪崩式的磁能释放机制对耀斑的产生发挥着关键作用。

强大的太阳耀斑事件释放的高能粒子到达地球后会产生太阳辐射风暴,伴随的日冕物质抛射还可能引发地磁暴,干扰在轨的卫星和空间站、地面电力和通信系统等。相关研究成果发表在国际期刊《天文和天体物理学》上。

标签: 耀斑     雪崩     能量