新的计算显示,太阳耀斑可能比我们想象的要热得多
太阳耀斑期间喷出的强烈物质打嗝可能比科学家想象的要热得多。
一项新的数学分析表明,驱动太阳耀斑的发动机在加热带电粒子或离子方面比加热电子更有效。
这可能意味着我们一直低估了太阳,因为耀斑温度是根据电子加热来估计的。最新计算表明,太阳耀斑中的离子可能达到灼热的 6000 万开尔文(6000 万 ºC,或 10.8 亿 ºF)。
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“太阳物理学历来假设离子和电子必须具有相同的温度,”天体物理学家亚历山大·拉塞尔解释道英国圣安德鲁斯大学。
“然而,用现代数据重做计算,我们发现在太阳耀斑的重要部位,离子和电子温差可以持续长达数十分钟,首次为考虑超热离子开辟了道路。”
太阳耀斑是太阳特质的有力表现。因为太阳赤道自转速度比两极快,太阳磁力线可能会全部缠结和扭曲,导致它们捕捉并重新连接,释放出大量的能量。这种能量必须去某个地方;瞧,太阳耀斑。
释放的能量将喷射的物质和太阳大气层加热到 1000 多万摄氏度——比太阳的基线表面温度大约 5,500 ºC,甚至太阳的日冕温度为 200 万ºC。(是的,太阳的大气层比其表面更热——你可以在这里阅读这个谜团.)
太阳耀斑还会释放强大的 X 射线和伽马辐射爆发;尽管这些高能形式的光无法穿透地球大气层到达地表,但它们会扰乱依赖高层大气的通信,干扰卫星和航天器的运行,并对近地轨道上的人类宇航员构成危险。
由于这些原因,科学家们希望能够详细了解太阳耀斑。
太阳耀斑等离子体由电子和离子组成。此前,人们认为两者在太阳耀斑中的加热方式相同。然而,看着其他近期作品,罗素和他的同事意识到这个假设可能是不正确的。
“我们对最近的发现感到兴奋,即一种称为磁重联的过程加热离子的量是电子的 6.5 倍,”他说.“这似乎是一个普遍定律,并且已经在近地空间、太阳风和计算机模拟中得到证实。然而,以前没有人将这些领域的工作与太阳耀斑联系起来。
将其他工作的结论应用于太阳耀斑,研究人员发现这些爆发中的离子可能会达到 6000 万 ºC——这一发现可以解释科学家几十年来一直困惑的太阳耀斑光谱的一些迄今为止未解决的特征。
当然,目前这纯粹是理论上的。需要做更多的工作来验证这一发现。然而,现在科学家们知道了这种可能性,他们可以设计实验和观测制度来测试它。
该分析已发表在天体物理学杂志快报.