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天文学家对1999年太阳上发现的神秘手指状特征进行解释

2022-01-28 09:07:02 cnBeta.COM
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在1月27日发表在《自然-天文学》上的一项研究中,美国哈佛和史密森尼天体物理学中心(CfA)的天文学家们为这种鲜为人知的运动提供了新的解释,现在科学界称之为“耀斑环顶向下流”(supra-arcade downflows,SADs)。

“我们想知道这些结构是如何发生的,”研究主要作者和CfA天文学家沈成才说,他将这些结构描述为 “暗指状特征”。“是什么在驱动它们,它们是否真的与磁重联有关?”

自从90年代发现SADs以来,科学家们一直认为它们与磁重联有关。这个过程发生在磁场断裂时,释放出快速移动和极高能量的辐射,然后再进行重组。

“在太阳上,发生的情况是有很多磁场,它们指向所有不同的方向。最终,这些磁场被推到一起,以至于它们重新配置并以太阳耀斑的形式释放出大量的能量,”研究报告的共同作者、CfA天文学家Kathy Reeves说。Reeves补充说:“这就像拉长橡皮筋,然后在中间剪断。它受到了压力,被拉得很细,所以它会折回来。”

科学家们认为SADs是太阳耀斑爆发后,破碎的磁场"折返"到太阳的迹象。

但是有一个问题。科学家们观察到的大多数下坠现象是“令人费解的缓慢”,共同作者、新泽西理工学院的天文学家陈斌说。

研究人员解释说:“这不是经典的重联模型所预测的,这些模型显示下坠速度应该快得多。这是一个冲突,需要一些其他的解释。”

为了找出正在发生的事情,该团队分析了美国宇航局太阳动力学天文台上的大气成像组件(AIA)所拍摄的图像。AIA部分由CfA设计和建造,由洛克希德-马丁公司太阳天体物理学实验室领导,每12秒以七种不同波长的光拍摄太阳的图像,以测量太阳大气的变化。

然后他们对太阳耀斑进行了三维模拟,并与观测结果进行了比较。结果显示,大多数SADs不是由磁重联产生的。相反,它们是在湍流环境中自行形成的,是两种不同密度的流体相互作用的结果。

Reeves说,科学家们基本上看到了水和油混合在一起时发生的同样事情:两种不同密度的流体不稳定,最终分离。

“那些黑暗的、像手指一样的空隙实际上是没有等离子体的。那里的密度比周围的等离子体低得多,”Reeves说。

该团队计划继续使用三维模拟研究SADs和其他太阳现象,以更好地了解磁重联。通过了解驱动太阳耀斑和太阳喷发的过程,他们最终可能会帮助开发预测空间天气和减轻其影响的工具。

责任编辑:bH_03116

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