6000萬度:研究表明太陽耀斑溫度遠超預期,或解開半世紀光譜之謎
IT之家 9 月 14 日消息,來自圣安德魯斯大學的最新研究顯示,太陽耀斑中的粒子溫度可能要比此前估算的數(shù)字高出 6.5 倍,這一發(fā)現(xiàn)為困擾太陽物理學界近 50 年的光譜線加寬現(xiàn)象提供了新的解釋。
太陽耀斑是太陽外層大氣中強烈的能量爆發(fā),能將溫度提升至超過 1000 萬攝氏度。這類爆發(fā)會顯著增強到達地球的 X 射線和輻射,對航天器、宇航員以及地球高層大氣構成風險。
研究團隊 9 月 3 日在《天體物理學快報》上發(fā)表的論文中指出,耀斑中的等離子體(由電子和離子組成)加熱過程與此前假設并不一致。結果表明,離子溫度可超過 6000 萬攝氏度,遠高于電子溫度。
團隊領導者、圣安德魯斯大學亞歷山大?拉塞爾博士(Alexander Russell)表示:“我們對最近的發(fā)現(xiàn)感到振奮,磁重聯(lián)這一過程會使離子的加熱強度是電子的 6.5 倍。這似乎是一條普遍規(guī)律,已在近地空間、太陽風以及計算機模擬中得到驗證,但此前沒有人將這些成果應用到太陽耀斑的研究中?!?/p>
研究指出,傳統(tǒng)的太陽物理學假設離子和電子溫度應當相同。但基于現(xiàn)代數(shù)據(jù)重新計算后發(fā)現(xiàn),兩者的溫差可在太陽耀斑的重要區(qū)域持續(xù)數(shù)十分鐘,這為研究“超高溫離子”打開了新的可能。
更重要的是,新提出的離子溫度與耀斑光譜線的寬度高度吻合。這一結果或許能解釋自 1970 年代以來未解的天體物理學難題。
過去近 50 年,科學家一直疑惑:為什么耀斑在極紫外和 X 射線波段的光譜線比預期更寬?IT之家注意到,傳統(tǒng)解釋認為這是湍流運動造成的,但隨著研究深入,這一假說受到挑戰(zhàn)。最新成果則提出了一種全新思路:離子溫度升高本身即可對光譜線加寬起到關鍵作用。
研究團隊認為,這一發(fā)現(xiàn)意味著對太陽耀斑的理解正迎來范式轉(zhuǎn)變,并可能推動人類對太陽活動對地球影響的進一步認識。