科学家首次观察到太阳纳米耀斑:能量相当于2000颗广岛原子弹

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西班牙《国家报》网站近日报道称,研究首次证实了纳米耀斑的存在,并有助于解释为何日冕的温度是太阳表面温度的数千倍。全文摘编如下:

当天体物理学家帕特里克·安托林首次在日冕上观察到微小的喷射状爆炸时,并不知道这意味着什么。安托林说:“这些图像让我感到震惊。直觉告诉我它们很重要,但当时我还无法专心研究它们。我将照片放在文件柜中,积了三年灰。”安托林是最近发表在英国《自然·天文学》杂志上的一项研究的主要作者,这项研究首次证实了纳米耀斑的存在,并有助于解释为何日冕的温度是太阳表面温度的数千倍。

安托林早在2014年对太阳界面区成像光谱仪卫星目录进行核查时就进行了观测,但直到2017年才有机会对其进行细致分析。在安托林重建的一系列图像中,首次观察到磁能转化为热能并使日冕升温的三个清晰阶段。首先可以看到一小部分处于冷却状态的日冕,其温度约为6万摄氏度。随后可以观察到释放能量的微小爆炸。由于形似高速飞机,安托林将其命名为“纳米喷射流”,物理学界则称之为“纳米耀斑”。最后可以证实初始处于冷却状态的一小部分日冕升温至数百万摄氏度的过程。

安托林说,这种事件出现的偶然性很大,发生区域也很小。“要卫星在精准的时机对准精确的地方着实需要难得的运气。”安托林说。通过分析图像可以发现,“纳米喷射流”出现的时间少于10秒,其速度可达70万千米/小时,每次微小爆炸释放的能量相当于2000颗广岛原子弹。安托林说:“我们观察到一种‘雪崩效应’,首先出现一小部分纳米喷射流,随后扩散至整个磁环,并被卫星捕捉到。我们在10分钟内共观察到150次微小爆炸。”

挪威奥斯陆大学太阳天体物理学研究员阿达·奥尔蒂斯·卡沃内利称,这项发现对于揭开日冕秘密而言十分重要。“早在上世纪80年代就有人提出纳米耀斑是日冕升温的动因,但一直没有观察到它们。一面是理论,另一面则是实践。”卡沃内利说,“以前使用X射线在日冕上看到过光亮,但的确没能将它们与日冕环的升温联系起来。”

美国国家航空航天局(NASA)也在同一天认可了这项研究的价值。NASA在一篇文章中称:“研究人员通报了纳米喷射流的首批清晰图像,它们是日冕磁结构中产生的细微且明亮的光。这个过程证实了纳米耀斑的存在,有助于解释日冕升温的现象。”然而,安托林、卡沃内利以及NASA的研究人员一致认为,要揭开日冕升温的秘密,仍需要更多类似的观察。NASA称:“还需要更多研究来确定整个太阳出现纳米喷射流和纳米耀斑的频率,尤其是要研究它们在日冕升温过程中贡献了多少能量。”卡沃内利说,太阳物理学家一致认为日冕不止存在一种升温机制,而是多种机制并存。卡沃内利说:“我们尚未完全解决日冕的问题,但迈出了十分重要的一步。”

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