太阳耀斑是太阳系中能量最高的事件之一。新研究利用太阳表面的可见特征,试图更好地理解其背后的爆发。重点是耀斑带:太阳耀斑期间出现的明亮细长区域,它们可显示太阳高层大气中的磁过程。

这项研究很重要,因为太阳并非与地球毫无实际联系的遥远天体。太阳活动可能影响地球,尤其是耀斑伴随日冕物质抛射(CME)时。相关物质和磁场与地球环境相互作用后,可能形成极光;强烈事件还会给受空间天气影响的系统带来挑战。

太阳最大的爆炸

太阳耀斑是与太阳变化磁场有关的能量爆发。磁场不断扭曲和旋转,有时会通过磁重联重新组织成更简单、更稳定的结构,并释放储存的能量。

其规模极其巨大。耀斑释放的能量可相当于数百万甚至数十亿枚氢弹同时爆炸。强度按X射线亮度分为A、B、C、M和X级,每升一级代表能量增加十倍。

耀斑带如何揭示太阳隐藏的爆炸
NASA太阳动力学观测台于2017年9月10日捕捉到这次太阳耀斑。图像结合多种极紫外波长,突出显示耀斑中的高温物质。图片来源:NASA/SDO

这种分类有助于区分较弱爆发与可能造成严重空间天气后果的事件,也说明科学家需要将太阳表面可见现象与日冕条件联系起来。

耀斑带为何有用

耀斑带与耀斑伴随的强磁场重组有关,为难以直接观测的核心动力学提供可见痕迹。

NASA的太阳动力学观测台用极紫外光记录过太阳耀斑。这些图像展示事件的强度和结构,使科学家能够追踪太阳条件的变化,并将表面特征与磁活动模型进行比较。

耀斑带如何揭示太阳隐藏的爆炸
这是NASA太阳动力学观测台于2016年3月12日用极紫外光拍摄的太阳图像,并叠加了太阳磁场。磁场最终断裂并重新连接,以更稳定的结构释放耀斑。图片来源:NASA/SDO/AIA/LMSAL

研究人员可以把耀斑带的演化视为产生磁事件的证据,而不只是视觉副产品。这尤其有价值,因为触发过程与不断运动、并能储存大量能量的磁场有关。

从太阳物理到空间天气

理解耀斑并不只是描述壮观天文现象。与耀斑相关的CME抵达地球时可能产生极光,而最大的太阳事件还会带来更广泛影响。

更准确地解读耀斑带,有助于说明爆发如何发展以及磁能如何释放。研究目标首先是解释耀斑和太阳变化,但相关知识也支持我们理解影响地球近地空间环境的太阳事件。

太阳既容易详细观测,又会影响地球生命和技术。将表面特征与隐藏磁活动联系起来,是完整解释太阳爆炸如何开始和演化的又一步。

本文根据Phys.org的报道编写。阅读原文。

Originally published on phys.org