原文標題:Tiny flares heat Sun"s atmosphere

作者:DR EMILY BALDWIN 原文來自:Astronomy Now Posted: 2009.08.17

編譯:YuNanhua 審校:Linq (編譯版權所有,文章有刪節,未經許可請勿轉載。)

為什麼太陽外層大氣的 溫度會超過那些更靠近太陽表面的 溫度,這個謎最終可以用熱量和能量的 微小爆發來解釋,這種微小爆發稱為納米耀斑。

太陽的 外層大氣,或者說日冕,是由灼熱的 氣體圈組成的 ,在離太陽表面很高處呈現拱橋狀。這些氣體圈包含更小的 磁力線束,到達幾百萬開爾文的 高溫,甚至太陽表面的 溫度(約5700度)與之相比都顯得十分的 溫和。

在這幅太陽的 全圓面影像中,兩個活躍區域表現為明亮的 區域,影像是用Hinode飛船的 X射線望遠鏡拍攝的 。影像提供:NASA. 

為什麼日冕比太陽表面的 溫度高很多,這個謎長期困擾著科學家,但是日本Hinode衛星 的 新觀測揭示,「罪魁禍首」是納米耀斑,發生在磁通量管內部的 能量的 微小而突然的 爆發。

「日冕圈是日冕的 基礎建築模塊,」James Klimchuk說,他是哥達德空間飛行中心的 太陽物理實驗室的 天體物理學家,上週他在裏約熱內盧召開的 IAU大會上公佈了這項研究。「它們的 形狀是由磁場決定的 ,引導等離子氣體這種灼熱的 流動氣體。磁場也是納米耀斑能量的 源泉。我們相信,當電流薄片變得不穩定時,磁場的 壓力被釋放。」

科學家以前認為,穩定的 加熱過程可以解釋日冕的 高溫,但是這個模型要求,給定長度和溫度的 日冕圈應該具備特定的 密度,新證據表明,它們具有比穩定加熱模型預期的 高得多的 密度。把納米耀斑作為一種替代的 解釋來考慮,就可以解釋觀測到的 密度。

這幅偽彩色溫度圖顯示,太陽活躍區域AR10923,觀測到位於靠近太陽圓面中心的 位置。藍色區域表明等離子體接近1千萬開爾文的 高溫。影像提供:Reale, et al. (2009) 

觀測也得到了理論模型的 支持。「我們模擬了加熱過程中的 爆發,預測了用各種儀器觀測時,日冕圈看上去應該像什麼,」Klimchuk說。團隊使用NASA支持的 X射線望遠鏡(XRT)和日本Hinode飛船上的 超級紫外線成像譜儀(EIS),來驗證他們的 模型,分別測量了一千萬開爾文和五百萬開爾文的 等離子體。「這些溫度可以僅僅由脈衝式的 能量爆發產生,」Klimchuk確認。

然而,當能量在傳導到相對冷的 太陽表面的 冷卻過程中損失,超級灼熱的 等離子體非常快速地冷卻了。氣體被加熱到約一百萬開爾文,並向上擴展,成為日冕中一百萬度的 成分,這是許多年來一直觀測到的 。

「我們看到的 是,一百萬開爾文的 等離子體,從超級灼熱的 等離子體傳導下來的 熱量中吸收了能量。」這是第一次,我們探測到這種一千萬開爾文的 等離子體,僅僅由納米耀斑的 脈衝式的 能量爆發產生。」

觀測也確認,納米耀斑活動在太陽的 活動區域中流行。納米耀斑活動的 細節將進一步被NASA未來的 太陽動力學天文臺揭示。

(全文完)

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