太阳上的闪光可以帮助科学家预测太阳耀斑

在太阳炽热的高层大气中,一组科学家发现了新的线索,可以帮助预测太阳下一次耀斑爆发的时间和地点。

西北研究协会(NorthWest Research Associates,简称NWRA)的研究人员利用NASA太阳动力学天文台(SDO)的数据,确定了太阳大气上层日冕中的小信号,这有助于确定太阳上哪些区域更可能产生太阳耀斑——太阳释放出的高能光和粒子的爆发。

他们发现,在太阳即将爆发耀斑的区域上方,日冕产生了小规模的闪光——就像大焰火之前的小火花。

这些信息最终可以帮助改善对耀斑和太空天气风暴的预测——由太阳活动造成的太空环境的破坏。太空天气可以在许多方面影响地球:产生极光,危及宇航员的生命,干扰无线电通信,甚至导致大面积停电。

科学家们此前曾研究过太阳大气下层(如光球层和色球层)的活动如何表明活跃区域即将发生耀斑活动,这些活动区域通常以太阳黑子群或太阳表面的强磁场区域为标志,与周围环境相比,这些区域更暗、更冷。这项发表在《天体物理学杂志》上的新发现进一步证实了这一观点。

“我们可以在日冕中得到一些与我们从太阳的光球层或太阳的‘表面’得到的非常不同的信息。”这项新研究的主要作者、日本名古屋大学的指定外籍教授KD Leka表示。“我们的结果可能为我们提供了一个新的标记,以区分哪些活跃区域可能会很快爆发,哪些将在未来一段时间内保持平静。”

由SDO/AIA拍摄的两张太阳活动区(NOAA AR 2109)图像显示了100万度高温日冕气体(上图)在该区域耀斑爆发前一天(左图)和它保持平静且没有爆发的前一日(右图)产生的极紫外光。这两个时间点的亮度变化(底部图像)显示了不同的模式,在耀斑爆发(左下)之前有强烈变化的斑块(黑色和白色区域),在平静期(右下)之前大部分为灰色(表示低可变性)。
影像来源:NASA/SDO/AIA/Dissauer et al. 2022

在他们的研究中,科学家们使用了SDO拍摄的太阳活跃区域的新创建的图像数据库。《天体物理学杂志》的一篇姐妹论文中描述了这种公开可用的资源,它结合了八年来在紫外线和极紫外光下拍摄的活动区域的图像。由卡琳·迪绍尔领导,埃里克·L·瓦格纳设计,NWRA团队的新数据库使科学家更容易使用SDO上的大气成像组件(AIA)的数据进行大型统计研究。

迪绍尔说:“这是科学界第一次获得这样的数据库,它将对研究许多主题非常有用,而不仅仅是准备爆发耀斑的活动区域。”

NWRA团队使用团队成员格雷厄姆·巴恩斯开发的统计方法,从数据库中研究了大量活跃区域样本。分析显示,在每次耀斑爆发之前,日冕中会有小的闪光。这些和其他新的见解将使研究人员更好地了解这些磁活跃区域发生的物理现象,目标是开发新的工具来预测太阳耀斑。

“通过这项研究,我们真的开始深入挖掘。”迪绍尔说。“在这条路上,结合从表面到日冕的所有这些信息,应该能让预报员更好地预测太阳耀斑发生的时间和地点。”

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/sun/flashes-on-the-sun-could-help-scientists-predict-solar-flares

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