揭秘!日冕物質拋射誕生原理:看看我們的太陽是如何發「脾氣」的

2020-12-05 天文在線

百家號獨家內容。

一個國際天文學家團隊從另一種角度解開了日冕拋射物質的誕生，日冕物質拋射是一種來自太陽的最大規模和最具破壞性的爆炸。

根據一篇發布在期刊「科學進展」上的文章，一個由來自中國科學技術大學Tingyu Gou領導的小組，第一次可以很清楚地觀察到大部分太陽火山爆發的發生和演變。

圖解：一直以來太陽上發生的巨大爆炸都是一個迷，但是現在不再是了--- NASA的太陽動力學天文臺在2017年9月捕捉到的一次日冕物質拋射。

在一定的距離裡太陽看上去仁慈且賦予生命的，但是在更近的觀察距離上它卻具有狂暴的力量。它的外層，也就是日冕，是一個是一個炎熱且充滿活力的地方，在那裡不斷地從太陽風中發出帶電粒子流。它也噴發固定的閃光，也就是耀斑，以及稱為日冕物質拋射（CME）的數十億噸磁化等離子體的巨大爆炸。

這些噴發的物質對地球有很大的潛在影響。CMEs可以損壞衛星的電子器件，殺死在太空漫步的太空人，並且造成巨大的風暴使電網中斷。研究CME是提高預測能力的關鍵，然而，幾十年來，它們的起源和發展仍然難以捉摸。「基礎物理學是對日冕磁場的破壞」作為這篇文章的作者之一，來自德國波茨坦大學的Bernhard Kliem解釋道。

這種破壞使得等離子體的膨脹氣泡，一種CME能夠聚集，驅動它和磁場向上。「泡沫」可以撕裂並爆發，通常伴隨著太陽耀斑。磁場線然後回落並與相鄰線組合以形成應力較小的場，從而在太陽的許多UV和X射線圖像中產生美麗的環。

「這種斷裂和重新閉合過程稱為磁重聯，它在等離子體物理學，天體物理學和空間物理學的研究中很受歡迎」Kliem說。粉碎等離子板可以解決太陽耀斑難題，

但是日冕磁場被破壞的原因一直在不斷地爭論。

「對許多人來說，磁場的不穩定性是主要原因，」Kliem說。 「這需要磁場形成一個扭曲的磁通管，稱為磁通繩，其中可以存儲火山噴發中釋放的能量。」

這個理論堅稱磁通繩會導致磁通繩纏結和不穩定，如果它們在磁重聯過程中突然重新排列，它們可以釋放被困能量並觸發CME。

該領域的其他人認為這是另一種方式，磁性重新連接是形成磁通繩的觸發器。這是一個棘手的問題，因為助焊劑繩索和重新連接是如此交織在一起。最近的研究甚至表明存在另一層複雜性：較小的磁環稱為微型磁通繩或等離子體，它們以分形的方式連續形成，並且可能對諸如CME之類的較大事件產生級聯影響。

為了更好地處理這一複雜過程，該團隊觀察了2013年5月13日爆發的CME演變。通過將NASA太陽動力學觀測站（SDO）的多波長數據與現代分析技術相結合，他們能夠確定正確的事件順序：太陽日冕中的磁性重新連接形成了磁通繩，然後變得不穩定並爆發。

Kliem說，下一步是要了解噴發過程中的另一個重要現象：一種薄而細長的結構，稱為「當前板」，其中形成了微型助焊劑繩索。 「我們需要研究日冕磁場何時何地形成這樣的當前板塊，這些板塊可以形成一根助焊劑繩索，然後可能會爆發以驅動太陽能爆發，」他總結道。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. cosmosmagazine-LAUREN FUGE-張歪

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