紫金山天文台首次发现耀斑前的日冕暗化现象

作者: 产品评测  发布:2019-12-13

太阳耀斑是发生在太阳大气中的一种剧烈的、快速的磁能释放现象,通常在色球谱线以及高温谱线(紫外、极紫外、软X射线)中观测到。在极少数情况下,耀斑会导致可见光连续谱的增强,这种耀斑称为白光耀斑。1859年英国天文学家理查德·卡林顿第一次观测到的耀斑就是一个白光耀斑。然而,文献记载和研究的白光耀斑只占到太阳耀斑总数的极少部分,因而被认为极其罕见。普通耀斑通常是在日冕中释放磁能,但白光耀斑起源于太阳低层大气,这对耀斑能量的产生和输运机制提出了极大的挑战,对白光耀斑的研究成为太阳物理领域的一个重要前沿课题。

审稿人对结果给予了充分肯定,认为“耀斑前日冕暗化之前从来没有被发表过,对于我来说是一个惊喜!”而且“它对于太阳物理(包括耀斑、CME、日冕暗化)和空间天气领域都具有重要的意义!”

此次报道的环形白光耀斑发生于2015年3月10日,ONSET成功获得了两个连续谱波段(3600埃、4250埃)以及Hα谱线的高分辨率图像,结合空间卫星SDO/AIA获得的紫外观测资料、SDO/HMI获得的矢量磁场资料、RHESSI卫星观测到的硬X射线资料,课题组详细分析了该耀斑的白光辐射源的特征以及它们的可能起源。特别是,该耀斑存在两类不同的白光辐射源:一类是与硬X射线辐射相对应的脉冲源,另一类是与硬X射线辐射没有明显关系的缓变源。缓变源上升和衰减都比较慢,延续时间明显比脉冲源长,是白光耀斑的一个新发现,传统的高能粒子轰击模型不能有效解释这一类白光辐射源。这一新发现对白光耀斑模型提出了新的挑战,可能的解释包括软X射线辐射加热或者阿尔芬波加热,但需要更多的观测来验证。图1给出环形白光耀斑的形态及演化过程。

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图2:沿图1中S0在不同波段的强度线拼图,横轴为时间,纵轴为距离。

(天文与空间科学学院 科学技术处)

此项研究得到了国家自然科学基金委重点项目、面上项目和青年基金,以及江苏省面上项目和青年基金的支持。

ONSET望远镜位于云南省昆明市的抚仙湖畔。它拥有三个真空镜筒:两个27.5厘米口径的Hα和10830 埃镜筒,一个20厘米口径的白光镜筒(3600 埃和4250 埃),以及一个14厘米口径的导行镜。ONSET可准同时采集三个波段处的全日面像或视场为10角分的局部像。自2012年开光以来,课题组获得了国内第一张全日面10830埃单色像,以及一批宝贵的资料,包括数个白光耀斑的多波段资料,取得了一系列重要的科研成果。ONSET望远镜项目被评为2014年度中国十大天文进展,并获得了2015年度教育部科技进步一等奖。ONSET望远镜已成为天文学院科学研究以及人才培养的一个重要基地。

图1: SDO/AIA 171埃波段的差分图像,显示耀斑前暗化和耀斑爆发后大范围扇形日冕暗化。 SDO/AIA 1600埃图像,显示X1.6级耀斑的两个亮带。

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