甚大電波望遠鏡陣列驗證太陽閃焰加速機制確為震波

太陽閃焰加速機制是震波形成
太陽閃焰(solar flare)是太陽系內最強烈的爆發事件,可將大量帶電粒子加速到接近光速的程度。但到底是怎麼加速這些帶電粒子的?以前曾有太陽物理學家提出過:可能是閃焰發生時,有產生某種特別的震波,帶電粒子就是被這些震波加速到極高速的程度。但這只是理論,一直沒有實際觀測證據。美國哈佛史密松恩天文物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)華裔女天文學家陳斌(Bin Chen 譯名)博士等人利用甚大電波望遠鏡陣列(Karl G. Jansky Very Large Array,VLA)探查太陽閃焰,發現有強烈證據顯示太陽閃焰震波加速機制應該是正確。這項發現對太陽閃焰研究領域而言是個非常重要的進程,甚至對全宇宙的基本物理過程也有助益。

太陽閃焰常與日冕物質拋射(coronal mass ejection,CME)伴隨發生,將大量物質從太陽表面向太空拋擲。科學家認為這些現象的發生,是因為強磁場自行重新規整,磁力線重新連結的過程中,驟然釋放大量能量的結果。但科學家們之前不清楚這樣的磁場重整過程到底是怎麼讓帶電粒子從爆發中取得能量而進行加速。

新VLA觀測結果顯示:加速機制發生在閃焰爆發過程中,劇烈能量釋放時撞擊到稠密的磁圈(magnetic loop)快速電漿流動,形成一個駐震波(stationary shock):這個所謂的「終止震波(termination shock)」會反覆拍打鄰近的帶電粒子,促使帶電粒子速度不斷提升,就像盪鞦韆時,後面幫忙推的人只需在關鍵時刻小小施力,就可使鞦韆愈當愈高一樣。這,就是閃焰促使帶電粒子加速到接近光速的秘密武器。這個觀測結果非常接近電腦模擬閃焰加速機制的結果。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

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