新的計算顯示,太陽耀斑可能比我們想象的要熱得多
太陽耀斑期間噴出的強烈物質打嗝可能比科學家想象的要熱得多。
一項新的數學分析表明,驅動太陽耀斑的發動機在加熱帶電粒子或離子方面比加熱電子更有效。
這可能意味著我們一直低估了太陽,因為耀斑溫度是根據電子加熱來估計的。最新計算表明,太陽耀斑中的離子可能達到灼熱的 6000 萬開爾文(6000 萬 oC,或 10.8 億 oF)。
相關:世界上最強大的太陽望遠鏡以驚人的細節捕捉到了它的第一次怪物耀斑
“太陽物理學歷來假設離子和電子必須具有相同的溫度,”天體物理學家亞歷山大·拉塞爾解釋道英國圣安德魯斯大學。
“然而,用現代數據重做計算,我們發現在太陽耀斑的重要部位,離子和電子溫差可以持續長達數十分鐘,首次為考慮超熱離子開辟了道路。”
太陽耀斑是太陽特質的有力表現。因為太陽赤道自轉速度比兩極快,太陽磁力線可能會全部纏結和扭曲,導致它們捕捉并重新連接,釋放出大量的能量。這種能量必須去某個地方;瞧,太陽耀斑。
釋放的能量將噴射的物質和太陽大氣層加熱到 1000 多萬攝氏度——比太陽的基線表面溫度大約 5,500 oC,甚至太陽的日冕溫度為 200 萬oC。(是的,太陽的大氣層比其表面更熱——你可以在這里閱讀這個謎團.)
太陽耀斑還會釋放強大的 X 射線和伽馬輻射爆發;盡管這些高能形式的光無法穿透地球大氣層到達地表,但它們會擾亂依賴高層大氣的通信,干擾衛星和航天器的運行,并對近地軌道上的人類宇航員構成危險。
由于這些原因,科學家們希望能夠詳細了解太陽耀斑。
太陽耀斑等離子體由電子和離子組成。此前,人們認為兩者在太陽耀斑中的加熱方式相同。然而,看著其他近期作品,羅素和他的同事意識到這個假設可能是不正確的。
“我們對最近的發現感到興奮,即一種稱為磁重聯的過程加熱離子的量是電子的 6.5 倍,”他說.“這似乎是一個普遍定律,并且已經在近地空間、太陽風和計算機模擬中得到證實。然而,以前沒有人將這些領域的工作與太陽耀斑聯系起來。
將其他工作的結論應用于太陽耀斑,研究人員發現這些爆發中的離子可能會達到 6000 萬 oC——這一發現可以解釋科學家幾十年來一直困惑的太陽耀斑光譜的一些迄今為止未解決的特征。
當然,目前這純粹是理論上的。需要做更多的工作來驗證這一發現。然而,現在科學家們知道了這種可能性,他們可以設計實驗和觀測制度來測試它。
該分析已發表在天體物理學雜志快報.