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太阳爆发之谜历经70年终获破解

本站发布时间:2025-08-30 17:25:12
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当等离子体中的磁力线断裂并以新构型重新连接时,会发生磁重联现象,同时释放大量储存的能量。在太阳上,这种能量释放常导致太阳活动,能量释放常导致太阳活动,可能影响地球技术系统,这种现象被称为空间天气。精确模拟太阳磁重联有助于预测日冕物质抛射、太阳耀斑及其他可能影响卫星、通信系统甚至地球电网影响卫星、通信系统甚至地球电网的空间天气事件。

"磁重联在从太阳到地球磁层、从实验室环境到宇宙尺度的空间等离子体中,以不同时空尺度运行,"科罗拉多州博尔德市西南研究所(SwRI)太阳系科学与探索部研究科学家、发表在《自然·天文学》新论文的主要作者里泰什·帕特尔博士表示。"自1990年代末以来,我们已能通过成像和光谱学识别日冕中的重联现象。随着NASA的磁层多尺度(MMS)任务等项目的发射,在地球磁层中实现了原位探测。然而,对日冕的类似研究直到2018年NASA帕克太阳探测器(PSP)发射后才成为可能。"

PSP创纪录的近距离太阳探测为研究提供了新机遇。2022年9月6日的一次抵近观测月6日的一次抵近观测揭示了大规模爆发事件,首次为详细成像和采样等离子体及磁场特性提供了机会。通过结合成像与原位诊断技术,并辅以欧洲航天局太阳轨道飞行器的补充观测,由SwRI领导的团队确认PSP首次穿越了太阳大气中的磁重联区域。

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"我们发展磁重联理论已近70年,因此对不同理论已近70年,因此对不同参数的变化规律有基本认知,"帕特尔说。"此次探测获得的测量数据和观测结果,验证了存在数十年且具有一定不确定性的数值模拟模型。这些数据将为未来模型提供严格约束,并为理解PSP在其他时段和事件中的太阳测量数据开辟道路。"

由SwRI主导的NASA MMS任务让研究人员了解了较小尺度的近地环境中磁重联的发生机制。2022年PSP的观测数据如今为研究人员提供了连接地球尺度与太阳尺度磁重联的关键拼图。SwRI下一步将致力于确定在PSP识别出的活跃重联太阳区域中,是否存在伴随湍流或磁场波动及波的磁重联机制。

"持续研究正在不同尺度上取得发现,这使我们能观测能量传递和粒子加速过程,"帕特尔表示。"理解太阳上的这些过程有助于更好预测太阳活动,并深化我们对近地环境的认知。"

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帕克太阳探测器是NASA"与恒星共存"计划的重要组成部分,旨在探索直接影响地球生命与社会的日地系统特性。该计划由马里兰州格林贝尔特市NASA戈达德太空飞行中心为华盛顿NASA科学任务理事会管理。约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室负责该航天器的设计、建造及运行,并为NASA、建造及运行,并为NASA管理此次任务。

Story Source:

Materialsprovided bySouthwest Research Institute.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Ritesh Patel, Tatiana Niembro, Xiaoyan Xie, Daniel B. Seaton, Samuel T. Badman, Soumya Roy, Yeimy J. Rivera, Katharine K. Reeves, Guillermo Stenborg, Phillip Hess, Matthew J. West, Alex Feller, Johann Hirzberger, David Orozco Suárez, Sami K. Solanki, Hanna Strecker, Gherardo Valori.Direct in situ observations of eruption-associated magnetic reconnection in the solar corona.Nature Astronomy, 2025; DOI:10.1038/s41550-025-02623-6

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