在《自然天文学》杂志上发表的一项研究中,新泽西理工学院日地研究中心(NJIT-CSTR)的天文学家对太阳上相对黑暗和寒冷的区域上方40,000公里处出现的类似极光的现象进行了详细的射电观测。,称为太阳黑子。
研究人员表示,这种新型无线电发射与行星磁层中常见的极光无线电发射具有共同特征,例如地球、木星和土星周围的磁层,以及某些低质量恒星。
该研究的主要作者、NJIT-CSTR科学家SijieYu表示,这一发现为了解如此强烈的太阳射电爆发的起源提供了新的见解,并可能为理解具有大星黑子的遥远恒星中的类似现象开辟新途径。
于说:“我们检测到太阳黑子发出的一种特殊类型的持久极化射电爆发,持续了一个多星期。”“这与通常持续几分钟或几小时的典型瞬态太阳射电爆发完全不同。这是一个令人兴奋的发现,有可能改变我们对恒星磁性过程的理解。”
著名的极光现象在地球极地地区的天空中可见,例如北极光或澳大利亚极光,是在太阳活动扰乱地球磁层时发生的,这有利于带电粒子沉淀到磁场汇聚的地球极地地区,并且与高层大气中的氧和氮原子相互作用。这些电子向北极和南极加速,可以产生频率约为几百kHz的强烈无线电发射。
于的团队表示,新观测到的太阳射电辐射是在太阳表面磁场特别强的暂时形成的广阔太阳黑子区域检测到的,与之前已知的太阳射电噪声风暴在光谱和时间上都不同。
“我们的空间、时间和空间解析分析表明,它们是由于电子回旋微波激射器(ECM)发射造成的,涉及被捕获在会聚磁场几何形状内的高能电子,”Yu解释道。
“太阳黑子较冷且强磁性的区域为ECM发射的发生提供了有利的环境,与行星和其他恒星的磁极帽相似,并有可能提供本地太阳模拟来研究这些现象。”
“然而,与地球的极光不同,这些太阳黑子极光发射的频率范围从数十万kHz到大约100万kHz——这是太阳黑子磁场比地球磁场强数千倍的直接结果。”
该研究的合著者、瑞士西北应用科学大学(FHNW)的科学家罗希特·夏尔马(RohitSharma)补充道:“我们的观察表明,这些射电爆发也不一定与太阳耀斑的时间有关。”“相反,附近活跃区域的零星耀斑活动似乎将高能电子泵入固定在太阳黑子处的大规模磁场环中,然后为该区域上方的ECM无线电发射提供动力。”
“太阳黑子射电极光”被认为表现出与太阳自转同步的旋转调制,产生了于所说的“宇宙灯塔效应”。
“当太阳黑子穿过太阳盘时,它会产生旋转的射电光束,类似于我们从旋转恒星上观察到的调制射电极光,”余指出。“由于这种太阳黑子射电极光是此类太阳黑子射电极光的首次发现,我们的下一步涉及回顾性分析。我们的目标是确定之前记录的一些太阳爆发是否可能是这种新发现的发射的实例。”
太阳射电发射虽然较弱,但类似于过去观察到的恒星极光发射,可能表明较冷恒星上的星黑子,就像太阳黑子一样,可能是在各种恒星环境中观察到的某些射电爆发的来源。
“这一观察结果是我们从太阳看到的无线电ECM发射的最清晰证据之一。这些特征类似于在我们的行星和其他遥远恒星上观察到的一些特征,使我们考虑该模型可能适用于其他恒星的可能性与星斑,”NJIT-CSTR物理学副教授兼合著者BinChen说。
研究小组表示,最新的见解将太阳的行为与其他恒星的磁活动联系起来,可能会对天体物理学家重新思考他们当前的恒星磁活动模型产生影响。
NJIT太阳能公司表示:“我们开始拼凑出一个谜题,即高能粒子和磁场如何在存在持久星黑子的系统中相互作用,不仅在我们自己的太阳上,而且在远离我们太阳系的恒星上。”研究员苏拉吉特·蒙达尔。
NJIT-CSTR特聘教授戴尔·加里(DaleGary)补充道:“通过了解来自太阳的这些信号,我们可以更好地解释宇宙中最常见的恒星类型M矮星的强大发射,这可能揭示天体物理现象的基本联系。”物理学的。
研究小组——包括来自FHNW的MarinaBattaglia和国家射电天文台的TimBastian的合作者——利用KarlG.Jansky甚大阵列的宽带动态射电成像光谱观测来实现这一发现。