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(zhì)打嗝可能比科學(xué)家想象的要熱得多。
一項新的數(shù)學(xué)分析表明,驅(qū)動太陽耀斑的發(fā)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(jù)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(guān):世界上最強大的太陽望遠鏡以驚人的細節(jié)捕捉到了它的第一次怪物耀斑
“太陽物理學(xué)歷來假設(shè)離子和電子必須具有相同的溫度,”天體物理學(xué)家亞歷山大·拉塞爾解釋道英國圣安德魯斯大學(xué)。
“然而,用現(xiàn)代數(shù)據(jù)重做計算,我們發(fā)現(xiàn)在太陽耀斑的重要部位,離子和電子溫差可以持續(xù)長達數(shù)十分鐘,首次為考慮超熱離子開辟了道路?!?/p>
太陽耀斑是太陽特質(zhì)的有力表現(xiàn)。因為太陽赤道自轉(zhuǎn)速度比兩極快,太陽磁力線可能會全部纏結(jié)和扭曲,導(dǎo)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(zhì)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(fā);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(wèi)星和航天器的運行,并對近地軌道上的人類宇航員構(gòu)成危險。
由于這些原因,科學(xué)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(shè)可能是不正確的。
“我們對最近的發(fā)現(xiàn)感到興奮,即一種稱為磁重聯(lián)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(jīng)在近地空間、太陽風(fēng)和計算機模擬中得到證實。然而,以前沒有人將這些領(lǐng)域的工作與太陽耀斑聯(lián)系起來。
將其他工作的結(jié)論應(yīng)用于太陽耀斑,研究人員發(fā)現(xiàn)這些爆發(fā)中的離子可能會達到 6000 萬 oC——這一發(fā)現(xiàn)可以解釋科學(xué)家?guī)资陙硪恢崩Щ蟮奶栆吖庾V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(fā)現(xiàn)。然而,現(xiàn)在科學(xué)家們知道了這種可能性,他們可以設(shè)計實驗和觀測制度來測試它。
該分析已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報.
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