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美国宇航局的IRIS发现纳米喷气机:加热日冕时发出光芒

在今天发表在《自然天文学》上的一篇论文中,研究人员报告了纳米喷气机的第一个清晰图像,即垂直于太阳大气中磁性结构(称为电晕)传播的明亮细光,该过程揭示了一种潜在的存在。日冕加热候选者:纳米火炬。

为了理解为什么太阳的大气层比表面热得多,并且为了帮助区分有关导致这种热量产生的原因的众多理论,研究人员转向了NASA的界面区域成像光谱仪(IRIS)任务。通过高分辨率成像仪对IRIS进行了微调,以放大太阳上特定的难以看见的事件。

纳米火炬是太阳上的小爆炸,但很难发现。它们非常快而且很小,这意味着它们很难在明亮的太阳表面上拾取。2014年4月3日,在所谓的日冕雨事件中,冷却的等离子体流从日冕降落到太阳表面,看上去几乎像一个巨大的瀑布,研究人员注意到在事件快要结束时出现了明亮的喷射流。这些有说服力的闪光是纳米喷气机,加热的等离子体传播得如此之快,以至于它们在图像上看起来像是太阳磁环中可见的细线。纳米喷气机被认为是“吸烟枪”,是纳米火炬存在的关键证据。据信,每个纳米射流都是通过称为磁重连的过程引发的,在该过程中,扭曲的磁场会爆炸性地重新对准。一次重新连接可以引发另一次重新连接,从而在太阳的日冕中产生大量的纳米射流,该过程可能产生加热日冕的能量。在上面的图表中,太阳动态天文台为我们提供了太阳的完整视图,然后放大了IRIS的纳米喷头的近距离视图,这些纳米喷头在磁环中短暂点亮。

IRIS通过一次聚焦在太阳的一小部分上来收集高分辨率图像。因此,观察特定事件是有根据的猜测工作和在正确的时间查看正确的位置的结合。一旦在日冕降雨的背景下识别出了纳米喷气机,研究人员便与NASA的太阳动力学天文台(SDO)和Hinode天文台进行了协调,这是日本航天探索局,ESA(欧洲航天局)和NASA之间的合作伙伴关系,查看太阳,并确认它们是否正在检测纳米喷射,并评估其对日冕的影响。

研究人员将许多观察结果与高级模拟相结合,以重现他们在太阳上看到的事件。这些模型表明,纳米喷气机是磁连接和纳米喇叭口的典型标志,有助于模拟中的日冕加热。还需要做更多的研究来确定遍布整个太阳的纳米射流和纳米耀斑的频率,以及它们对加热日冕产生多少能量。展望未来,诸如Solar Orbiter和Parker Solar Probe之类的任务可以为加热日冕的过程提供更多细节。

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