天文学家首次在太阳上发现极光

撰文:本·特纳
一幅艺术家对太阳表面,类似极光的辐射的插图。(图片:俞思杰)
科学家们在太阳表面发现了一种令人惊叹的、“类似极光”的爆裂无线电波,与地球上的北极光惊人地相似。
太阳光秀发生在太阳黑子上方约25000英里(40000公里)的地方,太阳黑子是我们恒星表面一个磁扭曲的暗斑。地球上的天文学家,在一周内探测到了无线电波的爆发。
科学家们过去曾从遥远的恒星中,探测到类似极光的无线电信号,但这是他们第一次,从我们自己的太阳中看到这种信号。他们于11月13日在《自然-天文学》杂志上发表了他们的发现。
“这与通常持续数分钟或数小时的典型的瞬态太阳射电暴截然不同,”主要作者、新泽西理工学院日地研究中心天文学家余思杰在一份声明中说,“这是一个令人兴奋的发现,有可能改变我们对恒星磁过程的理解。”
在地球上,极光是高能太阳碎片在两极附近的大气层中快速移动的结果,那里的保护磁场最弱,并搅动氧气和氮气分子。这导致分子以光的形式释放能量,在天空中追踪波纹状的彩色帷幕。
当太阳黑子周围的磁场在突然断裂之前打结时,太阳碎片通常会从太阳上射出。由此产生的能量释放,引发了被称为太阳耀斑的辐射爆发,和被称为日冕物质抛射(CME)的太阳物质爆炸性喷流。
通过用射电望远镜对准我们恒星表面的一个太阳黑子,研究人员在其上方探测到了类似极光的发射,他们认为这是太阳耀斑产生的电子,沿着太阳黑子强大的磁力线加速的结果。
余说:“然而,与地球极光不同,这些太阳黑子极光的发射频率,从数十万千赫到大约100万千赫不等,这是太阳黑子磁场比地球磁场强数千倍的直接结果。”相比之下,地球上典型的极光发出的光的频率,在100到500千赫之间。
研究人员表示,他们的发现为研究太阳活动开辟了新的途径,他们已经开始仔细研究档案数据,以寻找过去太阳极光的隐藏证据。
研究合著者、NJIT的太阳物理学家苏拉吉特·蒙达尔在声明中说:“我们开始解开,高能粒子和磁场如何在一个长期持续存在的恒星黑子中相互作用的谜题。不仅在我们自己的太阳上,而且在太阳系以外的恒星上。”