天文学家研究了为太阳耀斑提供动力的中央发动机

在《自然天文学》上发表的一项研究中，一个国际研究人员团队提出了一种新的，详细的外观，里面是大型太阳耀斑的“中央引擎”，并伴随着由欧文斯谷地太阳电池阵列于2017年9月10日首次捕获的强大喷发(EOVSA)-由新泽西理工学院(NJIT)的太阳地面研究中心(CSTR)运营的太阳射电望远镜设施。

基于EOVSA在微波波长下对事件的观察，新发现提供了首次测量结果，可表征爆炸中心的磁场和粒子。结果表明，巨大的电流“薄片”穿过铁芯扩宽区域，延伸了40,000多公里，在该区域中，相反的磁场线彼此靠近，断开并重新连接，从而产生了为扩口提供动力的强大能量。

值得注意的是，研究小组的测量结果还显示出一个类似火瓶的磁性结构，位于火炬环形底座(被称为火炬拱廊)的顶部，位于太阳表面上方约20,000公里的高度。研究小组认为，这种结构很可能是火炬高能电子被捕获并加速到接近光速的主要场所。

研究人员说，这项研究对推动如此强大爆发的中央引擎的新见解可能有助于未来太空天气预报，以预测太阳耀斑可能释放出的灾难性能量。太阳耀斑是太阳系最强大的爆炸，能够严重破坏地球上的技术，例如卫星运行，GPS导航和通讯系统，等等。

该论文的主要作者，新泽西理工大学物理学教授陈斌说：“这项研究的主要目标之一是更好地了解太阳喷发的基本物理学。”“长期以来，人们一直认为通过重新连接的电流表突然释放出磁能是造成这些主要喷发的原因，但至今仍无法测量其磁性能。通过这项研究，我们终于测量了磁场的细节这是第一次，这使我们对太阳主要耀斑的中央引擎有了新的认识。”

“到目前为止，所有能量在太阳耀斑中存储和释放的地方都是不可见的。...从宇宙学的角度讲，这是太阳的'暗能量问题'，以前我们不得不间接推断NJIT的EOVSA主任兼该论文的合著者Dale Gary说：“ EOVSA在许多微波频率上拍摄的图像表明，我们可以捕获辐射以照亮这个重要区域。一旦有了这些数据，以及合著者Gregory Fleishman和Gelu Nita创建的分析工具，我们就可以开始分析辐射进行这些测量。”

研究小组在今年早些时候发表在《科学》杂志上的报道称，它最终可以在火炬着火后直接对演化中的磁场强度进行定量测量。

继续进行调查，研究小组的最新分析结合了在天体物理学中心进行的数值模拟。哈佛大学与史密森尼(CfA)利用EOVSA的光谱成像观测结果和从X8.2大小的太阳耀斑收集的多波长数据(将无线电波扩展为X射线)。耀斑是过去11年太阳周期中发生的第二大耀斑，它是由快速日冕物质抛射(CME)引起的，从而推动了上部日冕的大规模电击。

研究出乎意料的是，研究人员发现，沿着火炬电流表测量的磁场轮廓与该团队的数值模拟的预测结果非常匹配，这些预测是基于一个著名的理论模型来解释太阳耀斑物理学的，该理论最早是在2000年提出的。以分析形式出现在1990年代。

陈说：“令我们惊讶的是，当前薄板的测量磁场轮廓与数十年前的理论预测完美匹配。”

“在喷发过程中，太阳磁场的力在加速等离子体中起着关键作用。我们的模型用于计算喷发过程中的磁力的物理性质，表现为磁场线的高度扭曲的'绳'，或者CfA天体物理学家，该研究的合著者Kathy Reeves解释说。“值得注意的是，这种复杂的过程可以通过简单的分析模型捕获，并且预测和测量的磁场如此匹配。”

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