太阳表面发生巨大的磁力争夺是太阳爆发的核心

2019-10-15 18:04:43

使用NASA数据进行的新研究显示,太阳表面发生巨大的磁力争夺是太阳爆发的核心。这项工作强调了太阳的磁性景观或拓扑结构在太阳爆发的发展中的作用,太阳爆发可以触发地球周围的太空天气事件。

由法国Palaiseau Cedex理工学院理论物理中心天体物理学家Tahar Amari领导的科学家认为,太阳耀斑是强烈的辐射和光爆发。许多强烈的太阳耀斑之后是日冕物质抛射(CME),即太阳物质和磁场的大块气泡状喷发,但并非如此-两种情况的区别还不清楚。

科学家们利用NASA太阳动力学天文台(SDO)的数据,研究了2014年10月一个木星大小的黑子群,这是一个复杂磁场区域,通常是太阳活动的地点。这是过去两个太阳周期和一个活跃区域中最大的一个。尽管爆发的条件似乎已经成熟,但该地区在穿越太阳的过程中从未产生过主要的CME。但是,它确实发出了强大的X级耀斑,这是最强烈的耀斑。科学家们想知道什么决定了耀斑是否与CME有关?

科学家团队将SDO对太阳表面磁场的观测纳入了强大的模型中,该模型计算了太阳日冕或高层大气的磁场,并研究了火炬爆发前一段时间内太阳磁场的演化情况。该模型揭示了两个关键磁性结构之间的争斗:扭绞的磁性绳索(已知与CME的发作有关)和覆盖绳索的密集磁场。

科学家发现,这个磁性笼子实际上阻止了CME在当天爆发。在耀斑爆发前的几个小时,黑子的自然旋转扭曲了磁力绳,使它变得越来越扭曲和不稳定,就像紧紧缠绕的橡皮筋一样。但是绳子从未从表面喷出:他们的模型表明,绳子没有足够的能量穿透笼子。然而,它的挥发性很强,以至于穿过笼子的一部分,引发强烈的太阳耀斑。

通过更改模型中笼子的条件,科学家发现,如果笼子当天变弱,则大型CME会在2014年10月24日爆发。该小组有兴趣进一步开发其模型以研究冲突如何磁性笼子和绳索之间的间隙会在其他喷发中发挥作用。他们的发现总结于2018年2月8日发表在《自然》杂志上的一篇论文中。

阿玛里说:“我们能够追踪活跃区域的演变,预测爆发的可能性,并计算火山爆发能释放的最大能量。” “这是一种实用的方法,随着计算能力的提高,在空间天气预报中可能会变得很重要。”

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