天文學(xué)家使用世界上最敏感的射電望遠(yuǎn)鏡陣列之一，在太陽(yáng)上爆發(fā)了一場(chǎng)巨大的風(fēng)暴，觀測(cè)到的物質(zhì)以每秒超過3000公里的速度從它身上竄出，發(fā)生了巨大的沖擊波和被稱為人字形的現(xiàn)象。
在“ 自然天文學(xué) ” 雜志上，來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)的戴安娜·莫羅桑及其同事報(bào)告了對(duì)大風(fēng)暴的詳細(xì)觀察，這是一種稱為日冕物質(zhì)拋射(CME)的磁性噴發(fā)。
與生物學(xué)家在解剖鯡魚時(shí)可能發(fā)現(xiàn)的人工骨不同，該團(tuán)隊(duì)在解剖暴力事件期間發(fā)出的無線電波時(shí)發(fā)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)的版本。
隨著CME的演變，當(dāng)他們繪制無線電波的頻率時(shí)，魚骨架的形狀出現(xiàn)了。脊柱是恒定頻率的發(fā)射帶，而兩側(cè)的垂直分支“骨頭”是在更寬頻率范圍內(nèi)的突然短脈沖發(fā)射。
以前在太陽(yáng)的無線電波內(nèi)臟中發(fā)現(xiàn)了人字形，但這是第一次這樣一組敏感的射電望遠(yuǎn)鏡記錄下來。詳細(xì)數(shù)據(jù)使Morosan及其同事第一次確定了輻射爆發(fā)的起源。
令他們驚訝的是，這些骨頭是在CME兩側(cè)的三個(gè)不同位置創(chuàng)建的。
“當(dāng)我第一次看到結(jié)果時(shí)，我感到非常興奮，我不知道該怎么做，”Morosan說。
隨著芝加哥商品交易所的爆發(fā)，天文學(xué)家們已經(jīng)開始監(jiān)測(cè)太陽(yáng)，使用低頻陣列(LOFAR)的24個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡，分布在荷蘭?？怂孤宕甯浇s320公頃的區(qū)域內(nèi)。
“我們已經(jīng)看到了這個(gè)非常復(fù)雜的活躍區(qū)域 - 真正大的丑陋的太陽(yáng)黑子，已經(jīng)產(chǎn)生了三個(gè)X級(jí)耀斑，所以我們認(rèn)為我們應(yīng)該指出LOFAR，看看它是否產(chǎn)生任何其他火山爆發(fā)，”Morosan解釋道。
最后一刻請(qǐng)求LOFAR導(dǎo)演在接下來的星期天獲得了8小時(shí)的獎(jiǎng)勵(lì)，在此期間活動(dòng)區(qū)域再次爆發(fā)，發(fā)出的X射線非常強(qiáng)烈，被歸類為X級(jí)耀斑，是最極端的類別。
耀斑是由構(gòu)成太陽(yáng)的等離子體中的湍流引起的。等離子體是如此熱的氣體，電子開始從原子中剝離，形成帶電粒子的混合物。當(dāng)它在太陽(yáng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶電粒子會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)湍流上升時(shí)，磁場(chǎng)線會(huì)變得扭曲和不穩(wěn)定，有點(diǎn)像緊密盤繞和纏結(jié)的彈簧。
有時(shí)糾結(jié)的磁場(chǎng)突然在一個(gè)叫做磁重聯(lián)的猛烈事件中重新排列，有點(diǎn)像盤繞的彈簧斷裂，從而釋放出大量的被困能量。正是這種能量為火炬提供能量并將等離子體推進(jìn)空間以形成CME。
“CME仍然通過磁場(chǎng)與太陽(yáng)大氣相連，因此它看起來像一個(gè)巨大的氣泡向外膨脹，”Morosan說。
CME中的極端能量 - 在太陽(yáng)最近的11年周期中的第二大能量 - 將物質(zhì)從太陽(yáng)表面加速到超過3000公里每秒，或光速的1%。
因?yàn)樗侨绱酥?，CME在穿過日光層 - 太陽(yáng)周圍的大氣層時(shí)形成了沖擊波。與超音速飛機(jī)產(chǎn)生的音爆類似，沖擊波將電子加速到極速，并使它們發(fā)出無線電波，Morosan和她的同事們記錄下來。
電子發(fā)射的無線電波的確切頻率取決于其環(huán)境的密度?？拷?yáng)的光球密度更高，這會(huì)產(chǎn)生更高頻率的無線電波。電子來自太陽(yáng)越遠(yuǎn)，無線電發(fā)射的頻率越低。
因此，人字形的形狀作為頻率圖顯示了加速電子在太陽(yáng)大氣中的位置。
脊柱表示源自沖擊波中捕獲的電子的恒定頻率發(fā)射。它們從沖擊中突然逃逸，并沿著CME氣泡表面的磁場(chǎng)線漏斗。
一些電子爆發(fā)回到太陽(yáng)。這些是人字形分支到更高的頻率，而那些從另一個(gè)方向進(jìn)入漏斗，進(jìn)入太空，創(chuàng)建分支以降低頻率。
射電望遠(yuǎn)鏡陣列的靈敏度使得該團(tuán)隊(duì)能夠清楚地識(shí)別人體輻射的三種來源，所有這些都在CME的側(cè)面，而不是在它的前面，正如所提出的那樣。
然而，觀察的成功被縮短了，因?yàn)長(zhǎng)OFAR陣列的時(shí)間段結(jié)束了，而CME仍然如火如荼。
“我們不知道在耀斑達(dá)到頂峰后發(fā)生了什么，”Morosan指出。“所以我們很幸運(yùn)，也不走運(yùn)!