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我国观测证实太阳耀斑能量来自扭缠磁场重联


http://www.sina.com.cn 2006年05月08日 09:42 新浪科技

我国观测证实太阳耀斑能量来自扭缠磁场重联

资料图片:太阳耀斑(来源:美国宇航局网站 新浪科技配图)

  新浪科技讯 紫金山天文台专家利用配备有先进终端的精细结构望远镜,获取到国内首个完整的具有高时空分辨能力的太阳耀斑资料。经过专家一年多比对分析,初步发现了该太阳耀斑背后磁场能量释放的奥秘:太阳耀斑能量来自“扭缠”磁场的重联。

  太阳耀斑是太阳大气中最剧烈的太阳活动之一。一般认为发生在日冕层中,在日冕层中所产生的高能电子和质子轰击到太阳色球,引起色球局部迅速增亮,所以在以前也叫“色球爆发”。 一次耀斑所释放的能量相当于上百亿枚核弹的爆炸;耀斑爆发所产生的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线的增强,还伴随有高能粒子流。 另外,耀斑经常伴随有大量的日冕物质抛射,传播到行星际空间。如果日冕物质抛射对准地球传播过来,就会对地球附近的空间环境造成大的扰动,形成所谓的“灾害性”空间天气,非常不利于人类的空间探索活动。

  太阳耀斑的巨大能量来源于何处?天文专家普遍认为,耀斑的能量只能来自贮藏在磁场中的非势磁能的快速释放,但是太阳磁场中的能量如何快速转化为耀斑能量,在天文学的理论和观测上,却一直是一个巨大的难题。从观测上来讲,这一方面是因为望远镜的分辨率不够。比如时间分辨率,一般的太阳望远镜,通常一分钟才获取一张太阳耀斑的照片,这样的资料只能抓住耀斑爆发的片断,错过了当中的很多重要细节。为了能获取太阳上稍纵即逝的珍贵现象,紫金山天文台赣榆太阳站利用与美国大熊湖天文台合作的机会,将精细结构望远镜配备以高性能的高速CCD,每秒能捕获20到30幅耀斑图片。

  利用配备有先进终端的精细结构望远镜,紫台的观测人员张延安、宋慕陶在2004年11月1日获取了国内首个完整的高时空分辨能力的太阳耀斑资料,共有2万多幅图像,这样的资料在国际上也是罕见。经过紫台季海生、黄光力、李友平等人近一年多的比对分析,终于初步发现了该太阳耀斑背后,磁场能量释放的奥秘。他们发现,该太阳耀斑前的磁场是高度“扭缠”的,通过磁场重联过程,新产生的磁力线变得越来越松弛,并在此过程中迅即完成能量的快速释放。而这个释放过程,正是该太阳耀斑的能量来源。这个发现有助于更好地理解太阳耀斑现象,从而为空间天气预报做准备,以有效避免太阳剧烈活动对于通讯卫星、载人航天造成的不良影响。 (马伟宏)

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