我國(guó)觀測(cè)證實(shí)太陽(yáng)耀斑能量來(lái)自扭纏磁場(chǎng)重聯(lián) (2006-05-15)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
作者:
來(lái)源:
瀏覽:1319
紫金山天文臺(tái)專(zhuān)家利用配備有先進(jìn)終端的精細(xì)結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡,獲取到國(guó)內(nèi)首個(gè)完整的具有高時(shí)空分辨能力的太陽(yáng)耀斑資料。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家一年多比對(duì)分析,初步發(fā)現(xiàn)了該太陽(yáng)耀斑背后磁場(chǎng)能量釋放的奧秘:太陽(yáng)耀斑能量來(lái)自“扭纏”磁場(chǎng)的重聯(lián)。
太陽(yáng)耀斑是太陽(yáng)大氣中最劇烈的太陽(yáng)活動(dòng)之一。一般認(rèn)為發(fā)生在日冕層中,在日冕層中所產(chǎn)生的高能電子和質(zhì)子轟擊到太陽(yáng)色球,引起色球局部迅速增亮,所以在以前也叫“色球爆發(fā)”。 一次耀斑所釋放的能量相當(dāng)于上百億枚核彈的爆炸;耀斑爆發(fā)所產(chǎn)生的輻射種類(lèi)繁多,除可見(jiàn)光外,有紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)和伽瑪射線(xiàn)的增強(qiáng),還伴隨有高能粒子流。 另外,耀斑經(jīng)常伴隨有大量的日冕物質(zhì)拋射,傳播到行星際空間。如果日冕物質(zhì)拋射對(duì)準(zhǔn)地球傳播過(guò)來(lái),就會(huì)對(duì)地球附近的空間環(huán)境造成大的擾動(dòng),形成所謂的“災(zāi)害性”空間天氣,非常不利于人類(lèi)的空間探索活動(dòng)。
太陽(yáng)耀斑的巨大能量來(lái)源于何處?天文專(zhuān)家普遍認(rèn)為,耀斑的能量只能來(lái)自貯藏在磁場(chǎng)中的非勢(shì)磁能的快速釋放,但是太陽(yáng)磁場(chǎng)中的能量如何快速轉(zhuǎn)化為耀斑能量,在天文學(xué)的理論和觀測(cè)上,卻一直是一個(gè)巨大的難題。從觀測(cè)上來(lái)講,這一方面是因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的分辨率不夠。比如時(shí)間分辨率,一般的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡,通常一分鐘才獲取一張?zhí)?yáng)耀斑的照片,這樣的資料只能抓住耀斑爆發(fā)的片斷,錯(cuò)過(guò)了當(dāng)中的很多重要細(xì)節(jié)。為了能獲取太陽(yáng)上稍縱即逝的珍貴現(xiàn)象,紫金山天文臺(tái)贛榆太陽(yáng)站利用與美國(guó)大熊湖天文臺(tái)合作的機(jī)會(huì),將精細(xì)結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡配備以高性能的高速CCD,每秒能捕獲20到30幅耀斑圖片。
利用配備有先進(jìn)終端的精細(xì)結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡,紫臺(tái)的觀測(cè)人員張延安、宋慕陶在2004年11月1日獲取了國(guó)內(nèi)首個(gè)完整的高時(shí)空分辨能力的太陽(yáng)耀斑資料,共有2萬(wàn)多幅圖像,這樣的資料在國(guó)際上也是罕見(jiàn)。經(jīng)過(guò)紫臺(tái)季海生、黃光力、李友平等人近一年多的比對(duì)分析,終于初步發(fā)現(xiàn)了該太陽(yáng)耀斑背后,磁場(chǎng)能量釋放的奧秘。他們發(fā)現(xiàn),該太陽(yáng)耀斑前的磁場(chǎng)是高度“扭纏”的,通過(guò)磁場(chǎng)重聯(lián)過(guò)程,新產(chǎn)生的磁力線(xiàn)變得越來(lái)越松弛,并在此過(guò)程中迅即完成能量的快速釋放。而這個(gè)釋放過(guò)程,正是該太陽(yáng)耀斑的能量來(lái)源。這個(gè)發(fā)現(xiàn)有助于更好地理解太陽(yáng)耀斑現(xiàn)象,從而為空間天氣預(yù)報(bào)做準(zhǔn)備,以有效避免太陽(yáng)劇烈活動(dòng)對(duì)于通訊衛(wèi)星、載人航天造成的不良影響。