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借助國產先進太陽觀測系統(tǒng) 白光耀斑產生新機制被揭示
2025年06月13日 11:23:39
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：835
中國科學院云南天文臺撫仙湖太陽觀測和研究基地的研究團隊利用中國一米新真空太陽望遠鏡(NVST)、“夸父一號”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號”衛(wèi)星(CHASE)等國產先進太陽觀測系統(tǒng)，解析了一次罕見的C9.3級白光太陽耀斑及其對光球層的影響，為“阿爾芬波”作為能量傳輸機制提供了罕見的觀測支持。
白光耀斑是太陽耀斑中極為罕見且可通過白光直接觀測到劇烈能量釋放的特殊類型。而關于白光耀斑的形成機制，一直以來都存在爭議。傳統(tǒng)理論認為白光耀斑主要由高能粒子流直接加熱光球層產生，但中國科學院云南天文臺撫仙湖太陽觀測和研究基地的研究團隊卻對這一觀點發(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手段詳細解析了一次罕見的C9.3級白光太陽耀斑及其對光球層的影響。
據悉，研究人員利用中國一米新真空太陽望遠鏡(NVST)、“夸父一號”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號”衛(wèi)星(CHASE)等國產先進太陽觀測系統(tǒng)，捕捉了2023年9月11日，位于太陽東側邊緣的NOAA活動區(qū)13431發(fā)生的一次白光耀斑。
這次白光耀斑十分特殊，耀斑能級遠低于通常認為能引發(fā)白光發(fā)射的M級或X級強度，僅僅只有C9.3級，但卻表現出清晰的白光增強現象。
而在研究人員發(fā)表的成果中提到，他們在NVST的TiO波段觀測到明顯的白光增強，表現為兩個白光核及其連接的絲狀增亮結構。絲狀增亮與黑子半影的纖維結構一致，表明白光輻射中包含來自深層光球的貢獻。特別的，研究人員在白光耀斑核區(qū)域發(fā)現了突發(fā)的光球渦流運動以及磁場強度驟增的現象。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層。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層的表現形式。它不僅導致了局部磁場的增強，也可能協(xié)助非熱電子進入太陽大氣的更深層進行加熱，從而產生白光輻射。
通過對ASO-S的硬X射線成像光譜數據分析，研究發(fā)現此次耀斑中非熱電子能量普遍低于50 keV，這不足以單獨使其穿透到光球層。這一現象進一步支持了“阿爾芬波+電子束協(xié)同作用”理論模型。研究團隊估算阿爾芬波傳遞的能量高達10^30 erg，可以同時引起非熱電子的加速和光球磁場的增強，這有力地證明了阿爾芬波機制在太陽大氣垂直能量輸運中的潛力。此外，觀測數據顯示耀斑信號在304 Å、Hα和TiO波段之間存在一定的時間延遲，這種層次分明的時間延遲現象也與阿爾芬波傳播所需的時間尺度一致。
簡單來說，這項研究表明，C級太陽耀斑在特定磁場結構與能量傳輸機制作用下，同樣可以觸發(fā)可觀測的白光輻射，這為“阿爾芬波”作為能量傳輸機制提供了罕見的觀測支持，拓寬了人類對白光耀斑形成條件的認知。同時也為未來構建更完整的太陽耀斑能量傳輸模型提供了堅實的觀測基礎，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鏡(NVST)、“夸父一號”衛(wèi)星(ASO-S)和“羲和號”衛(wèi)星(CHASE)等國產先進太陽觀測系統(tǒng)也展現了我國自主太陽觀測設備在多波段、高時空分辨研究中的強大能力，也體現了這些高分辨率觀測手段對于推動未來的太陽觀測和研究發(fā)展的重要價值。
目前該成果發(fā)表于國際天文學期刊《The Astrophysical Journal Letters》，在國際天文學界引起廣泛關注，感興趣的讀者可以去查閱學習。
素材及參考資料來源：中國科學院云南天文臺
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