中國天文學家首次發現耀斑前的日冕暗化現象

耀斑前暗化和耀斑爆發後大範圍扇形日冕暗化
日冕暗化(coronal dimming)和極紫外波(EUV wave)是太陽物理研究領域的一個熱點問題。中國科學院紫金山天文台青促會會員張擎旻助理研究員和團組首席季海生研究員、宿英娜研究員首次在耀斑發生前發現了日冕暗化現象。

日冕暗化是太陽上伴隨日冕物質拋射的大尺度活動,首次由美國太空總署太陽和太陽圈探測衛星(Solar and Heliospheric Observatory,簡稱 SOHO)搭載的極紫外成像望遠鏡發現。日冕暗化表現為日冕極紫外和軟X射線波段輻射的快速降低,在日冕物質拋射源區周圍形成瞬現冕洞,範圍可達幾十到幾百兆米。日冕暗化通常出現在耀斑的脈衝相,並延續到緩變相,持續數小時甚至一兩天。關於它們的本質,目前普遍認為是日冕物質拋射爆發後局地等離子體密度迅速減小導致極紫外和軟X射線輻射減小。雖然關於日冕暗化的觀測和數值模擬研究已經很多,但是耀斑前(pre-flare)的日冕暗化現像還沒有被人注意到。

研究人員利用SDO衛星的多波段觀測數據,詳細研究了2014年9月10號活動區12158的一個爆發事件。該事件是由一個磁通量繩(簡稱磁繩)不穩定爆發後產生一個X1.6級耀斑和快速傳播的暈狀日冕物質拋射. 他們發現在耀斑脈衝相前約96分鐘,磁繩南北兩個足點附近的大尺度冕環出現了細長的暗化,寬度約8-9兆米。隨著時間的推移,該暗化區域向外緩慢延伸,亮度逐漸降低。當耀斑達到脈衝相後(即日冕物質拋射加速上升相),日冕暗化區域迅速擴展(呈扇形),亮度迅速降低,一直持續了一個多小時。作者認為,耀斑前的日冕暗化是由磁繩緩慢上升期間束縛磁繩的大尺度磁場結構準穩態膨脹時等離子體密度降低引起的。耀斑前暗化在171,193,211埃等極紫外波段最明顯,在335和131埃也有較弱的響應。耀斑前暗化為大尺度太陽爆發活動的預報提供了新的前兆特徵。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天文和天體物理報》

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