在阳光下的“篝火”为太阳能加热神秘提供线索

计算机模拟表明,微型太阳能耀斑绰号“篝火”,去年发现了通过ESA的太阳能轨道器,可能由一个可能对太阳的外部大气层或电晕作出显着贡献的过程。如果通过进一步观察确认,这增加了诸如太阳能电晕的难题的关键件 - 太阳能物理学中最大的谜团之一。

太阳的解剖学

infographic的太阳解剖学。信用:esa-s.poletti

神秘加热

太阳有一个神秘的特点:以某种方式脆弱的外部大气层含有百万度的气体,但太阳能表面仅为5500°C。逻辑会表明,如果您的中心非常热的机身,表面相对较冷,它甚至也会更加凉爽,进一步冷却。但是关于太阳的电晕的奇怪的事情 - 以及许多其他恒星 - 这是它开始加热进一步你在表面上方移动。在过去的几十年里,许多想法已经在太阳磁场归巢,但如何产生,运输和消散是如何争论的源头。

输入太阳能轨道器,其中一个关键目标是探测到这一神秘感。

Solar Orbiter的极端紫外成像仪(EUI)已经提供了令人惊叹的细节'第一灯'图像在去年推出的几个月后,从那时起,透露了1500多个小,闪烁发光的发光照亮绰号篝火。这些短暂的篝火持续到10到200秒之间,并且占地面积在400到4000公里之间。之前未观察到的最小和最弱的事件似乎是最丰富的,并且代表了以前看不见的地区的良好结构,其中涉嫌被怀疑尸体。

模型篝火

中国北京大学的博士学生Yajie Chen与德国及其同事的Max Planck Solar Systrum Research研究所与Hardi Peter教授一起工作,使用了计算机模型来潜入篝火的物理,令人兴奋的第一个结果。

建模篝火磁场

太阳能篝火的快照,在小型闪烁的亮片活动期间在计算机模拟中产生,以及与局部磁场的关系。从右下白色磁性贴片的图像场线可以看到左上角。信用:陈等人(2021)

“我们的模型根据您预期真正的仪器来计算阳光的发射或能量,”Hardi解释道。“模型产生了像篝火一样发光。此外,它涉及磁场线,允许我们随着时间的推移看到亮度事件中磁场的变化,告诉我们称为组件重新连接的过程似乎在工作中。“

重新连接是一种众所周知的现象,由此相反方向断裂的磁场线,然后重新连接,当它们这样做时释放能量。典型的重新连接发生在指向相反方向的场线之间,但是通过所谓的组件重新连接,场线几乎平行,指向相似的方向,因此重新连接处于非常小的角度。

建模篝火磁场后

太阳能篝火的快照,在一项小,闪烁的亮片活动之后在计算机模拟中产生,以及与局部磁场的关系。通过重新连接,图像场线已被“eaten-up”,其中场线断裂,然后重新连接,释放能量。建模表明,通过部件重新连接从照亮中释放的能量可能足以保持从观察到预测的太阳能电晕的温度。信用:陈等人(2021)

“我们的模型表明,通过组件重新连接从发光中释放的能量可能足以维持从观测到预测的太阳能电晕的温度,”雅杰说。

“在我们的案例研究中,我们发现磁通绳的不打开[螺旋磁场线绕过共同轴线]启动加热,”加密。“找到这些变化很令人兴奋,我们期待着看我们的模型的进一步洞察力,帮助我们帮助我们改善加热背后的过程的理论。”

小组小心谨慎,这是很早的日子。他们使用该模型来查看在其仿真中产生的七个最亮的事件,这可能对应于由EUI观察到的最大篝火。推进研究的关键将是欧盟和航天器的偏振和皮肤病成像仪(PHI)与冠状环境(Spice)光谱仪之间的联合观察,一旦太阳能轨道机的全科学任务进入11月。PHI将揭示太阳的磁场以及它如何改变表面,而Spice将测量电晕的温度和密度。

团队合作

通过配对也能够进一步了解篝火美国宇航局在地球周围的太阳能动力学天文台,在地球上轨道,在太阳能大气中三角化篝火的高度。

“为了我们的意外,篝火在太阳能氛围中非常低,太阳面上只有几千公里,Photosphere,”大卫·伯格曼(Eui)的主要调查员David Berghmans说。“这是很早的日子,我们仍在学习很多关于篝火特征。例如,即使篝火看起来像小冠状环,它们的长度平均为它们的高度,表明我们只看到了这些小循环的一部分。但我们的初步分析还表明,篝火在寿命期间并没有真正改变它们的高度,从而从类似的喷射特征留出来。“

太阳篝火的解剖学

到目前为止,我们对太阳篝火的了解了什么?此图表提供了ESA的太阳能轨道特派团以及计算机建模的摘要,在使命的第一年揭示了太阳能篝火。篝火是微型太阳耀斑,表现为下电晕的短暂照亮,根植于铬圈的磁通量浓度。它们首先在极端的紫外成像器数据中识别,计算机模拟正在为驱动它们的磁场现象提供洞察力。信用:太阳图像:太阳能轨道/ eui团队/ esa&nasa;数据:Berghmans等人(2021)和Chen等人(2021)。

了解篝火的特征及其在其他已知的太阳能现象中的位置将使科学家能够深入了解太阳能电晕的加热问题。

“在太阳能轨道飞机甚至开始其名义科学阶段之前,已经拥有如此有希望的数据,可以提供对太阳能最大的谜团的洞察力,”ESA的太阳能轨道工程科学家DanielMüller说。“我们的使命很幸运能够建立在以前飞过的人的令人难以置信的地面工作,并且在过去几十年中已经提出的理论和模型。我们期待着看看太阳能轨道飞机 - 以及与我们的数据一起使用的太阳能社区 - 将有助于解决这个令人兴奋的领域的开放问题。“

参考:“安静的太阳能电晕的瞬态小规模照亮:用太阳能轨道观察的篝火模型”由Y. Chen,D.Petybylski,H.Peter,H. Tian,F.Auchère和D. Berghmans接受,接受,天文学和天体物理学
DOI:10.1051 / 0004-6361 / 202140638

太阳能轨道目前处于“巡航阶段”,主要集中在仪器校准上,并将在今年11月开始于其十个遥感套件和原位仪器之间的协调观察。

太阳能轨道飞机是欧安全盟咨询和数据在德国Garching的Max Planck计算和数据设施(MPCDF)中描述的计算机模拟之间的国际合作的空间。

是第一个评论在阳光下的“篝火”提供太阳能供暖神秘的线索“

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