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惊艳新图像:迄今观测到的最小太阳环状结构

本站发布时间:2025-08-30 15:38:21
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日冕环是沿太阳磁场线形成的等离子体拱形结构,通常出现在太阳耀斑爆发之前——当某些磁场线发生扭曲并断裂时,会触发与耀斑相关的能量突然释放。这些能量爆发会引发太阳风暴,进而影响地球的关键基础设施。井上望远镜的天文学家通过观测H-α波长(656.28纳米)的太阳光来研究太阳的特定特征,揭示其他太阳观测手段无法捕捉的细节。

"这是井上太阳望远镜首次观测到X级耀斑,"该研究第一作者科尔·坦布里表示。他在科罗拉多大学博尔德分校(CU)攻读博士学位期间受到井上太阳望远镜大使计划支持。这项由美国国家科学基金会(NSF)资助的计划旨在培养博士生群体,使其成为美国高校早期职业科学家网络的核心力量,并将井上望远镜的数据处理与分析专长带给更广泛的太阳物理学界。"这类耀斑是太阳产生的最剧烈活动之一,我们很幸运能在完美观测条件下捕获此次事件。"

研究团队——包括来自国家太阳天文台(NSO)、大气与空间物理实验室(LASP)、环境科学合作研究所(CIRES)及科罗拉多大学的科学家——重点关注了编织在耀斑带上方、细如发丝的磁场环(数量达数百个)。这些磁环平均宽度约48公里,部分恰好达到望远镜的分辨率极限。"在井上望远镜之前,我们只能想象这个尺度的景象,"坦布里解释,"现在能直接观测到了。这是人类迄今在太阳表面成像的最细微日冕环。"

井上望远镜的可见宽带成像仪(VBI)配合H-α滤光片,可解析小至约24公里的特征。这比第二先进的太阳望远镜分辨率高出两倍半,正是这种分辨率的飞跃使该发现成为可能。"知道望远镜理论上的能力是一回事,"论文合著者、NSO科学家玛丽亚·卡扎琴科指出,"真正目睹它在极限性能下工作令人振奋。"

虽然原定研究计划是使用井上望远镜的可见光分光偏振仪(ViSP)研究色球层谱线动力学,但VBI数据意外揭示了超精细日冕结构,可直接用于完善基于复杂辐射流体力学代码构建的耀斑模型。"我们原本寻找某种现象,却偶然发现了更引人入胜的事物,"卡扎琴科坦言。

理论曾推测日冕环宽度可能在10至100公里之间,但此前始终无法通过观测证实。"我们终于窥见了多年来推测的空间尺度,"坦布里表示,"这为研究其尺寸、形态、演化乃至磁重联(耀斑的能量引擎)发生的尺度打开了大门。"

最引人遐想的是,这些磁环可能是基本结构单元——耀斑架构的基础构件。"若果真如此,我们不仅解析了磁环束,更是首次解析出单体磁环,"坦布里补充道,"如同从看见森林突然转变为看清每一棵树。"

图像本身令人震撼:纤细的暗色磁环在发光的拱廊中弯曲,锐利得难以置信的明亮耀斑带清晰可见——中央呈紧凑三角形,顶部则延伸着宽阔的弧形。坦布里认为即使非专业人士也能立即感受到其复杂性。"这是太阳科学的里程碑时刻,"他总结道,"我们终于看到了太阳活动发生的真实尺度。"这一切的实现完全得益于NSF丹尼尔·井上太阳望远镜前所未有的观测能力。

这项题为《利用DKIST揭示日冕耀斑环中前所未有的精细结构》的研究论文已发表于《天体物理学杂志通讯》

Story Source:

Materials provided byAssociation of Universities for Research in Astronomy (AURA).Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Cole A. Tamburri, Maria D. Kazachenko, Gianna Cauzzi, Adam F. Kowalski, Ryan French, Rahul Yadav, Caroline L. Evans, Yuta Notsu, Marcel F. Corchado-Albelo, Kevin P. Reardon, Alexandra Tritschler.Unveiling Unprecedented Fine Structure in Coronal Flare Loops with the DKIST.The Astrophysical Journal Letters, 2025; 990 (1): L3 DOI:10.3847/2041-8213/adf95e

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