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????近日，中國科學(xué)院云南天文臺(tái)青年副研究員徐喆及合作者通過高分辨率觀測手段詳細(xì)解析了一次罕見的C9.3級(jí)白光太陽耀斑及其對(duì)光球?qū)拥挠绊?。這項(xiàng)研究不僅挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的白光耀斑產(chǎn)生機(jī)制，更為“阿爾芬波”作為能量傳輸機(jī)制提供了罕見的觀測支持。

2023年9月11日，位于太陽東側(cè)邊緣的NOAA活動(dòng)區(qū)13431發(fā)生了一次白光耀斑。盡管耀斑能級(jí)僅為C9.3級(jí)，遠(yuǎn)低于通常認(rèn)為能引發(fā)白光發(fā)射的M級(jí)或X級(jí)強(qiáng)度，但卻表現(xiàn)出清晰的白光增強(qiáng)現(xiàn)象。研究人員利用中國一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（NVST）、“夸父一號(hào)”衛(wèi)星（ASO-S）和“羲和號(hào)”衛(wèi)星（CHASE）等國產(chǎn)先進(jìn)太陽觀測系統(tǒng)，捕捉到了這一耀斑的精細(xì)演化過程。

研究人員發(fā)現(xiàn)在NVST的TiO波段觀測到明顯的白光增強(qiáng)，表現(xiàn)為兩個(gè)白光核及其連接的絲狀增亮結(jié)構(gòu)。絲狀增亮與黑子半影的纖維結(jié)構(gòu)一致，表明白光輻射中包含來自深層光球的貢獻(xiàn)。此外，研究人員在白光耀斑核區(qū)域發(fā)現(xiàn)了突發(fā)的光球渦流運(yùn)動(dòng)以及磁場強(qiáng)度驟增的現(xiàn)象。這些跡象表明，耀斑釋放的能量可能通過“阿爾芬脈沖波”的形式從日冕快速傳遞至光球?qū)印?/span>

這些突發(fā)的光球旋渦可能是阿爾芬波脈沖在太陽大氣中傳播至光球?qū)拥谋憩F(xiàn)形式。它不僅導(dǎo)致了局部磁場的增強(qiáng)，也可能協(xié)助非熱電子進(jìn)入太陽大氣的更深層進(jìn)行加熱，從而產(chǎn)生白光輻射。

通過對(duì)ASO-S的硬X射線成像光譜數(shù)據(jù)分析，研究發(fā)現(xiàn)此次耀斑中非熱電子能量普遍低于50 keV，這不足以單獨(dú)使其穿透到光球?qū)?。這一現(xiàn)象進(jìn)一步支持了“阿爾芬波+電子束協(xié)同作用”理論模型。研究團(tuán)隊(duì)估算阿爾芬波傳遞的能量高達(dá)10^30 erg，可同時(shí)引起非熱電子的加速和光球磁場的增強(qiáng)，這有力地證明了阿爾芬波機(jī)制在太陽大氣垂直能量輸運(yùn)中的潛力。此外，觀測數(shù)據(jù)顯示耀斑信號(hào)在304 ?、Hα和TiO波段之間存在一定的時(shí)間延遲，這種層次分明的時(shí)間延遲現(xiàn)象也與阿爾芬波傳播所需的時(shí)間尺度一致。

研究表明，C級(jí)太陽耀斑在特定磁場結(jié)構(gòu)與能量傳輸機(jī)制作用下，同樣可以觸發(fā)可觀測的白光輻射。這拓寬了對(duì)白光耀斑形成條件的認(rèn)知，也為未來構(gòu)建更完整的太陽耀斑能量傳輸模型提供了堅(jiān)實(shí)的觀測基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》（The Astrophysical Journal Letters）上。研究工作得到中國科學(xué)院基礎(chǔ)與交叉前沿科研先導(dǎo)專項(xiàng)、國家杰出青年科學(xué)基金、云南省“興滇英才支持計(jì)劃”等的支持。

論文鏈接

C9.3級(jí)太陽白光耀斑的概覽

NVST的光球高分辨率觀測展示了白光耀斑足部出現(xiàn)的渦流運(yùn)動(dòng)