不尋常太陽爆發有助於發現主導太陽上能量狂暴噴射的機制

在一次戲劇性的、多階段的能量爆發中,太陽給出新的線索,可以幫助科學家解決長期以來的謎團,即是什麼導致了太陽強大而不可預測的爆發。揭開這一基本物理學的面紗可以幫助科學家更好地預測導致地球周圍空間天氣狀況。

Coronal-Mass-Ejection-Earth-Scale.jpg

這次爆炸包含了通常單獨發生,三種不同類型的太陽噴發。在一個事件中所有三種噴發類型都在一起,為科學家提供了某種太陽羅塞塔石碑,使他們能夠將對每種類型太陽噴發的了解轉化為對其他類型的了解,並發現一種可以解釋所有類型太陽噴發的潛在機制。

太陽上爆發通常以三種形式之一出現:日冕物質拋射、噴射或部分爆發。它們都是能量爆炸性噴發,將能量和粒子投向太空,但它們看起來非常不同。噴射流爆發時是狹長的太陽物質柱,而冕物質拋射則形成巨大的氣泡,在太陽磁場的推動和雕琢下向外擴張。另一方面,部分噴發從表面開始噴發,但沒有產生足夠的能量離開太陽,所以大部分物質又落到了太陽表面。

2016年3月12日和13日美國宇航局的太陽動力學觀測站和歐洲航天局及美國宇航局的太陽和日光層觀測站觀察到的噴發中,科學家們看到在太陽表面的一個磁力活躍區域上方有一層熱的太陽物質噴出。該噴射物太大太窄,不可能是日冕物質拋射。在半小時內,表面上的第二個較冷的物質層也開始從同一個地方噴發,但最終它又作為部分噴發落了下來。看到一個同時具有噴流和日冕物質拋射特徵的噴發告訴科學家,它們很可能是由一個單一的機製造成的。

有了這種新的理解,科學家們可以將他們對噴流的了解應用於日冕物質拋射。該事件還告訴科學家們,部分爆發發生在相同的光譜上,但遇到了一些尚不清楚的限制因素,限制了它們的能量,不允許它們離開太陽。了解這些事件背後的機制,對於預測一次大型噴發何時可能在地球上造成破壞至關重要。日冕物質拋射釋放出大量的高能帶電粒子云和磁場,在太陽系中流動,並可能導致空間天氣,即高能粒子和活動的風暴,可能對太空中的宇航員和技術造成危險,在極端情況下,也可能對地球的公用電網造成危險。

通過對這次噴發和此後發現的其他類似噴發進行建模,科學家們希望他們能夠找出導致太陽噴發的根本機制並決定其特徵。找到一個觸發因素,最終可以讓科學家們提前幾個小時預測可能威脅到地球和火星的大規模太陽能量噴發,為宇航員和航天器操作員提供足夠的時間來採取預防措施。