日冕环是沿太阳磁力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——当某些磁力线发生扭曲断裂时,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Hα波段(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。他正在科罗拉多大学博尔德分校(CU)攻读博士学位,并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)资助的计划旨在帮助博士生建立早期科研人员网络,将井上望远镜数据分析和处理的专业知识带给更广大的太阳物理研究群体。"这类耀斑是恒星产生的最剧烈活动之一,我们非常幸运能在完美观测条件下捕捉到这次事件。"
研究团队——包括来自美国国家太阳天文台(NSO)、大气与空间物理实验室(LASP)、环境科学合作研究所(CIRES)和科罗拉多大学的科学家——重点关注耀斑带上方交织的数百条如刀锋般细薄的磁环。这些磁环平均宽度约48公里,部分正好处于望远镜分辨极限。"在井上望远镜之前,我们只能想象这个尺度的结构,"坦布里解释道,"如今我们能够直接观测。这是人类首次在太阳上成像的最小日冕环。"
井上望远镜的可见宽带成像仪(VBI)搭载Hα滤光片,可解析小至约24公里的特征。其分辨率超过其他顶级太阳望远镜两倍半,正是这种跨越式的分辨率突破使该发现成为可能。"知道望远镜理论性能是一回事,"论文合著者、NSO科学家玛丽亚·卡扎琴科指出,"真正看到它在极限状态下运行令人振奋。"
虽然原定研究计划是使用井上望远镜的可见光谱偏振仪(ViSP)研究色球层谱线动力学,但VBI数据却揭示了意外发现——可直接用于完善耀斑模型的超精细日冕结构,这些模型基于复杂的辐射流体力学代码构建。"我们原本寻找某种现象,却意外发现了更引人入胜的结构,"卡扎琴科坦言。
理论曾预测日冕环宽度可能在10至100公里之间,但观测证实这一范围此前无法实现。"我们终于窥见了多年来推测的空间尺度,"坦布里表示,"这不仅为研究日冕环尺寸,更为探索其形态演化、乃至耀斑能量来源——磁重联的发生尺度打开了大门。"
最令人振奋的是,这些磁环可能是构成耀斑架构的基本单元。"若属实,我们不仅解析了磁环束,更是首次解析出单个磁环,"坦布里补充道,"这如同从看见森林到突然看清每一棵树。"
图像本身令人叹为观止:丝缕状的暗色磁环在发光的拱廊中蜿蜒,明亮耀斑带以不可思议的锐度凸显——中心位置是紧凑的三角形亮带,顶部则横贯着弧形亮带。坦布里认为即使普通观众也能即刻感知其复杂性。"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真实作用尺度上的景象。"这一切唯有通过NSF丹尼尔·井上太阳望远镜的革命性性能才得以实现。
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
2025-08-30
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