在壮观的第一次中,科学家们在太阳上探测到类似极光的发射

在一项壮观的发现中,科学家们在太阳大气层中探测到了类似极光的发射。

在海拔约 40,000 公里(25,000 英里)的高度,一个新兴的太阳黑子在阳光下成长光球由新泽西理工学院(New Jersey Institute of Technology)的俞思杰(Sijie Yu)领导的一组天文学家记录了一种前所未见的持久射电发射。

太阳在工作时会发出各种辐射,但该团队说,这与极光完全不同。

“我们检测到一种特殊类型的长期偏振射电暴,这种射电暴来自太阳黑子,持续了一个多星期。Yu 说.

“这与通常持续数分钟或数小时的典型瞬态太阳射电暴完全不同。这是一个令人兴奋的发现,有可能改变我们对恒星磁过程的理解。

发光、起伏的极光是地球上最壮观的景象之一,但它们远非我们地球独有的,即使它们的形式千差万别.极光已被检测到太阳系中的每一颗主要行星,甚至木星的四颗伽利略卫星.

太阳黑子的特写,由井上太阳望远镜拍摄。该图像显示了一个直径约为 30,000 公里(18,640 英里)的区域。(NSF/AURA/NSO认证)

当太阳粒子被磁力线卷入时,它们就会形成,磁力线充当加速器,在沉积粒子之前放大粒子的能量,通常在大气中,在那里它们与其中的原子和分子相互作用以产生辉光。在地球上,我们可以看到那光芒在天空中跳舞。

但可见光只是极光发射光谱的一部分。有无线电组件太。而且,尽管太阳通过其他过程(包括无线电活动爆发)发出大量无线电发射,但盘旋在太阳黑子上空的发射在轮廓上与射电极光相似。

这很有意思。太阳黑子是太阳表面(其光球层)上暂时较暗、较冷的区域,由具有异常强大磁场的区域引起,这些区域具有异常强大的磁场。约束太阳等离子体.在太阳系中,没有一个地方像太阳本身那样充满了太阳粒子。

因此,太阳粒子的磁场加速可以在那里发生是有道理的——只是由于太阳磁场更强大,比地球上更强大。

该团队在空间和时间上分辨的分析“表明,[发射]是由于电子回旋加速器(ECM)发射造成的,涉及被困在会聚磁场几何形状中的高能电子。

“太阳黑子较冷和强磁性的区域为ECM发射的发生提供了有利的环境,”她说,“与行星和其他恒星的磁极帽相似,并可能为研究这些现象提供局部太阳类似物。

说明太阳黑子极光无线电发射如何产生的图表。(Yu 等,Nat. Astron., 2023)

实际上,恒星发出极光无线电信号并非闻所未闻。几年前,一组科学家发现许多恒星发出不寻常的无线电波,他们将其与一颗紧密围绕的系外行星的存在联系起来,该系外行星的大气层被吸入恒星以产生极光发射。

太阳系的行星离太阳太远,无法产生类似的效果,但我们离太阳足够近,可以看到我们在遥远恒星中错过的更微弱的极光型发射。

研究人员认为,在离太阳黑子不远的区域,耀斑活动将高能电子注入植根于太阳黑子的磁场回路中,为研究人员所谓的“太阳黑子射电极光”提供动力。这是迄今为止所涉及的机制的一些最明确的证据,提出了研究恒星磁活动和遥远恒星上的星斑行为的新方法。

该团队计划研究档案数据,看看他们是否能在之前的太阳活动爆发中找到极光的证据。

“我们开始拼凑出一个谜题,即高能粒子和磁场如何在一个系统中相互作用,并存在持久的星黑子。太阳物理学家苏拉吉特·蒙达尔(Surajit Mondal)说新泽西理工学院(New Jersey Institute of Technology)的“不仅在我们自己的太阳上,而且在太阳系以外的恒星上。

该研究已发表在自然天文学.

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