日冕抛物翻斤斗

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-06-15 09:06:51 | 作者: | 来源: | 浏览:2431次 ]

原文标题:Cartwheel Coronal Mass Ejection

作者:Dr. Tony Phillips   原文来自:http://science.nasa.gov/   Posted: 2008. 5. 27

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。

2008年5月27日:想象一下,一团重达10亿吨的 气体云从太阳表面射出,然后……翻起了横斤斗。这正是2008年3月9日发生的 事情。在国际探测器编队完整的 视野中,一次日冕物质抛射(简称为“CME”)在日面边缘翻滚着。甚至连太阳物理学的 老手都为之迷惑了。

不仅如此。当云团的 一部分翻起斤斗的 时候,另一部分同时也做了个回转。奇怪的 是,进行数据处理的 研究人员竟然声称,这可能是太阳爆发的 正常进行方式。

哈佛—史密松天体物理中心(CfA)的 Ed DeLuca说:“这是罕见而又激动人心的 观测。它展现给我们的 是名为‘磁重联’的 过程隐秘的 内在机制,而这样的 过程正是太阳耀斑与CME的 核心。”5月27日,在佛罗里达州Lauderdale召开的 美国地球物理联盟会议上,正是DeLuca宣布了这一发现。

一图胜千言。点击下图可见该场景的 动画:

cartwheel_strip.jpg

同时以2种方式回旋的 太阳爆发。在高对比度的 XRT动画上,斤斗尤其清晰。动画请点击(图片提供:NASA)

动画揭示的 是10亿吨的 磁化热气体,以超过每秒1000公里的 速度打旋。斤斗(左图,图象由日本的 日出卫星 携带的 X射线望远镜拍摄)朝一侧转动,而回转(右图,由NASA的 TRACE探测器搭载的 紫外照相机拍摄)朝另一侧转动。

一次爆发是如何同时朝两个方向打转的 呢?

DeLuca解释道:“我们认为,我们所看到的 是太阳磁场浮现的 扭曲‘通量管’。管的 一断顺时针选择,另一端逆时针转动。”磁场的 浮现过程为爆发注入了动力,将CME加热,并将其推离太阳。

为更好地了解这一过程,翻翻你的 桌子,拎出一根橡筋圈。用右手的 拇指和食指拉住环的 一端,用左手抓住另一端。将橡筋伸展绷紧,开始扭转它(在拇指和食指间转动橡筋)。橡筋越来越紧,扭结遍布,充满了势能。如果你敢这样做的 话,就继续扭转它,直到——崩断为止!橡筋断裂,缩向手指,狠狠地抽打指头。

你所做的 ,正是在桌子上模拟一次太阳耀斑。

研究者确信,太阳上的 磁通量管行为与橡筋非常类似。它们被扭曲、遍布扭结,充满势能,直到——崩断!磁力线破裂,产生的 爆发胜过1亿颗氢弹。还记得吗,橡筋是一边抽回指尖一边散开的 ?然后你就看到了斤斗和回转,只不过是缩小版。

然而CME只是开始。CfA的 太阳物理学家Leon Golub说:“真正有趣的 事情随后会发生。”在初始爆发之后的 几小时,破裂的 磁通量管开始自我治愈。橡筋永远不会这样做,但磁通量管可以,因为基本上说,自然界痛恨破碎的 通量管。多亏有了日出卫星 X射线望远镜的 高分辨率,Golub说:“我们业已目睹的 是磁重联的 某一阶段,之前从未以如此清晰度观看过它们。”

加热过程的 开始是高高的 X射线尖峰从爆发点突起。Golub说:“这是侧向我们的 电流片。”电流片就是极性相反的 磁场相遇并连接的 地方。日出卫星 的 X射线动画显示,CME留下的 物质流回上图所示的 区域(动画请点击)。电流片看起来导引着物质流,而这一区域在为未来可能的 爆发作着准备。

currentsheet_med.jpg

爆发前电流片的 X射线快照(图片提供:Hinode XRT)

先前探测器已经记录过上千次CME,但与先前相比,这次CME泄露了更多自身的 秘密。研究合作者、CfA的 Kathy Reeves解释了缘由:

“我们是很幸运的 。太阳耀斑恰恰藏在日面边缘之后。这就遮就了眩目的 闪光,因此日出就可以对着上方较暗的 CME进行长时间曝光。”

数据有多重要呢?CfA的 研究人员正计划一整个讨论班,致力于研究此次CME。他们与其他人一道将汇总来自探测器舰队的 数据,其中包括日出、TRACE、SOHO、STEREO与RHESSI,以更完整地了解太阳爆发。

但是他们的 结论将超越太阳。磁重联是天体物理许多领域中的 基本过程。DeLuca说:“它在黑洞、脉冲星 、活动星 系 核、行星 磁层中都会发生——你说吧。太阳是伟大的 大型实验室,我们可以看到那里发生的 事情。”

而又有谁不想一睹10亿吨级别的 斤斗呢?为了解今后进展,请继续关注Science@NASA。

(全文完)

Tags:

责任编辑:zhoumeichun

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.