新的計(jì)算顯示，太陽(yáng)耀斑可能比我們想象的要熱得多

太陽(yáng)耀斑期間噴出的強(qiáng)烈物質(zhì)打嗝可能比科學(xué)家想象的要熱得多。

一項(xiàng)新的數(shù)學(xué)分析表明，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)耀斑的發(fā)動(dòng)機(jī)在加熱帶電粒子或離子方面比加熱電子更有效。

這可能意味著我們一直低估了太陽(yáng)，因?yàn)橐邷囟仁歉鶕?jù)電子加熱來(lái)估計(jì)的。最新計(jì)算表明，太陽(yáng)耀斑中的離子可能達(dá)到灼熱的 6000 萬(wàn)開(kāi)爾文（6000 萬(wàn) oC，或 10.8 億 oF）。

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“太陽(yáng)物理學(xué)歷來(lái)假設(shè)離子和電子必須具有相同的溫度，”天體物理學(xué)家亞歷山大·拉塞爾解釋道英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)。

“然而，用現(xiàn)代數(shù)據(jù)重做計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)在太陽(yáng)耀斑的重要部位，離子和電子溫差可以持續(xù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十分鐘，首次為考慮超熱離子開(kāi)辟了道路。”

太陽(yáng)耀斑是太陽(yáng)特質(zhì)的有力表現(xiàn)。因?yàn)?a>太陽(yáng)赤道自轉(zhuǎn)速度比兩極快，太陽(yáng)磁力線可能會(huì)全部纏結(jié)和扭曲，導(dǎo)致它們捕捉并重新連接，釋放出大量的能量。這種能量必須去某個(gè)地方;瞧，太陽(yáng)耀斑。

釋放的能量將噴射的物質(zhì)和太陽(yáng)大氣層加熱到 1000 多萬(wàn)攝氏度——比太陽(yáng)的基線表面溫度大約 5,500 oC，甚至太陽(yáng)的日冕溫度為 200 萬(wàn)oC。（是的，太陽(yáng)的大氣層比其表面更熱——你可以在這里閱讀這個(gè)謎團(tuán).)

太陽(yáng)耀斑還會(huì)釋放強(qiáng)大的 X 射線和伽馬輻射爆發(fā);盡管這些高能形式的光無(wú)法穿透地球大氣層到達(dá)地表，但它們會(huì)擾亂依賴高層大氣的通信，干擾衛(wèi)星和航天器的運(yùn)行，并對(duì)近地軌道上的人類(lèi)宇航員構(gòu)成危險(xiǎn)。

由于這些原因，科學(xué)家們希望能夠詳細(xì)了解太陽(yáng)耀斑。

太陽(yáng)耀斑等離子體由電子和離子組成。此前，人們認(rèn)為兩者在太陽(yáng)耀斑中的加熱方式相同。然而，看著其他近期作品，羅素和他的同事意識(shí)到這個(gè)假設(shè)可能是不正確的。

“我們對(duì)最近的發(fā)現(xiàn)感到興奮，即一種稱(chēng)為磁重聯(lián)的過(guò)程加熱離子的量是電子的 6.5 倍，”他說(shuō).“這似乎是一個(gè)普遍定律，并且已經(jīng)在近地空間、太陽(yáng)風(fēng)和計(jì)算機(jī)模擬中得到證實(shí)。然而，以前沒(méi)有人將這些領(lǐng)域的工作與太陽(yáng)耀斑聯(lián)系起來(lái)。

將其他工作的結(jié)論應(yīng)用于太陽(yáng)耀斑，研究人員發(fā)現(xiàn)這些爆發(fā)中的離子可能會(huì)達(dá)到 6000 萬(wàn) oC——這一發(fā)現(xiàn)可以解釋科學(xué)家?guī)资陙?lái)一直困惑的太陽(yáng)耀斑光譜的一些迄今為止未解決的特征。

當(dāng)然，目前這純粹是理論上的。需要做更多的工作來(lái)驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)。然而，現(xiàn)在科學(xué)家們知道了這種可能性，他們可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)制度來(lái)測(cè)試它。

該分析已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報(bào).

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