研究人员在太阳票价中发现了类似心跳的无线电爆发的神秘来源

根据一项新的研究，具有类似于心跳信号模式的太阳射电爆发已经在太阳大气层中被精确定位。

在发表在《自然通讯》杂志上的研究结果中，一个国际研究小组报告说，发现了来自太阳表面以上5多公里的C级太阳耀斑内的无线电信号的来源位置。

研究人员表示，这项研究的结果可以帮助科学家更好地了解太阳耀斑能量释放背后的物理过程 - 太阳系最强大的爆炸。

“这一发现是出乎意料的，”该研究的通讯作者和隶属于NJIT日地研究中心的天文学家Sijie Yu说。“这种跳动模式对于理解能量如何在太阳大气层中释放和消散非常重要，这些令人难以置信的强大爆炸。然而，这些重复模式的起源，也称为准周期脉动，长期以来一直是太阳物理学家之间的一个谜和争论的来源。

太阳射电爆发是来自太阳的强烈无线电波爆发，通常与太阳耀斑有关，并且已知具有重复模式的信号。

该团队在研究了13年2017月<>日太阳耀斑事件的微波观测后，能够发现这些模式信号的来源，该事件由NJIT的射电望远镜捕获，称为扩展欧文斯谷太阳能阵列(EOVSA)，该望远镜位于加利福尼亚州大松树附近的欧文斯谷射电天文台(OVRO)。

EOVSA经常在1至18千兆赫(GHz)的宽微波频率范围内观察太阳，并且对太阳大气中的高能电子发出的无线电辐射敏感，这些电子在太阳耀斑中被激发。

根据EOVSA对耀斑的观察，该团队揭示了每10-20秒重复一次的信号模式的无线电爆发，“就像心跳一样”，研究主要作者，南京大学(NJU)博士生Yuankun Kou说。

该团队在电流片的底部发现了一个强烈的准周期脉动(QPP)信号，该信号通过喷发的核心燃烧区域延伸超过25，000公里，相反的磁力线相互接近，断裂并重新连接，产生强烈的能量为耀斑提供动力。

但令人惊讶的是，Kou说他们在耀斑中发现了第二次心跳。

“重复模式对于太阳射电爆发来说并不少见，”Kou说。“但有趣的是，有一个我们没想到的次要源位于拉伸电流片上，其脉冲方式与主要QPP源相似。

“这些信号可能来自耀斑电流片的准重复磁重联，”Yu补充道。“这是首次检测到位于重新连接区域的准周期性无线电信号。这种检测可以帮助我们确定两个来源中的哪一个导致了另一个。

利用EOVSA独特的微波成像功能，该团队能够在这次事件中测量两个无线电源的电子能谱。

“EOVSA的光谱成像为我们提供了新的空间和时间分辨率的耀斑非热电子诊断。...我们发现主QPP源中高能电子的分布与电子电流片中次要QPP源的分布在相位上不同，“NJIT物理学副教授，该论文的共同作者Bin Chen说。“这强烈表明，两个QPP来源密切相关。

继续他们的调查，团队成员将太阳耀斑的2.5D数值模型与NOAA的GOES卫星观测到的太阳耀斑的软X射线发射相结合，该卫星测量了来自太阳大气层的两个不同能量带的软X射线通量。

“我们想知道周期性在当前工作表中是如何发生的，”Cheng说。“驱动周期性的物理过程是什么，它与QPP的形成有什么关系?”

该团队的分析表明，在当前片中形成磁岛或气泡状结构，准周期性地向燃烧区域移动。

“在长时间拉伸的电流片中出现磁岛在调整喷发期间的能量释放速率方面起着关键作用，”Cheng解释说。“这种准周期性的能量释放过程导致高能电子的重复产生，表现为微波和软X射线波长中的QPP。

最终，Yu说，这项研究的结果为驱动这些爆炸性事件的重新连接过程背后的重要现象提供了新的线索。

“我们终于确定了太阳耀斑中QPP的起源，这是耀斑电流片中周期性重新连接的结果。...这项研究促使人们重新审视先前报道的QPP事件的解释及其对太阳耀斑的影响。

该论文的其他合著者包括NJU研究人员Yulei Wang和Mingde Ding，以及格拉斯哥大学的Eduard P. Kontar。这项研究得到了美国国家科学基金会的资助。

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