科学家在一个太阳黑子上方发现了类似地球极光的无线电辐射

科学家在一个太阳黑子上方发现了类似地球极光的无线电辐射。图中粉色-紫色条纹代表无线电辐射，粉色代表频率较高的无线电信号，距离太阳黑子较近；紫色代表频率较低的无线电信号。细线代表太阳黑子上方的磁场线。太阳黑子是太阳底部的黑暗区域。资料来源：Sijie Yu

这种射电暴以前只在行星和其他恒星上观测到过，而在太阳黑子--太阳上一个相对凉爽、黑暗、磁性活跃的区域--上方约 25,000 英里（40,000 公里）处被探测到。

位于纽瓦克的新泽西理工学院的余思杰（Sijie Yu）说："这种太阳黑子射电发射是首次探测到，"他是2024年1月出版的《自然-天文学》（Nature Astronomy）上一篇报道这一发现的论文的第一作者。这项研究于 2023 年 11 月首次在线发表。

这一发现可以帮助我们更好地了解我们自己的恒星，以及产生类似射电辐射的遥远恒星的行为。

洞察太阳和恒星现象

太阳经常发射持续几分钟或几小时的短射电暴。但 Yu 的团队利用新墨西哥州的 Karl G. Jansky 超大阵列探测到的射电暴却持续了一个多星期。

这些太阳黑子射电暴还具有其他特征--例如它们的光谱（或不同波长的强度）和偏振（无线电波的角度或方向）--更像是地球极区和其他有极光的行星产生的无线电辐射。

在这张美国宇航局太阳动力学天文台于2016年4月11日拍摄的太阳图像中，科学家们在左上方看到的大黑子上方探测到了类似极光的射电爆发。图片来源：NASA/太阳动力学天文台

在地球（以及木星和土星等其他行星）上，当太阳粒子被行星磁场卷入，并被拉向磁场线汇聚的两极时，极光就会在夜空中闪烁。当它们向极地加速时，这些粒子会产生频率约为几百千赫兹的强烈无线电辐射，然后撞击大气层中的原子，使它们发出极光。

Yu 团队的分析表明，太阳黑子上方的射电暴很可能是以类似的方式产生的--当高能电子被太阳黑子上方的汇聚磁场困住并加速时。但与地球极光不同的是，太阳黑子产生的射电暴频率要高得多--从数十万千赫兹到大约一百万千赫兹。这是太阳黑子磁场比地球磁场强数千倍的直接结果。

扩大对恒星活动的了解

此前在某些类型的低质量恒星上也观测到过类似的射电辐射。这一发现提供了一种可能性，即除了之前提出的极区极光之外，类似极光的射电辐射可能来自这些恒星上的大光斑（称为"星斑"）。

"这一发现令我们兴奋不已，因为它挑战了太阳射电现象的现有概念，为探索太阳和遥远恒星系统中的磁活动开辟了新途径。NASA不断壮大的太阳物理学舰队非常适合继续调查这些射电暴的源区，"NASA戈达德太空飞行中心的太阳物理学家和太阳射电研究员Natchimuthuk Gopalswamy说。"例如，太阳动力学天文台持续监测太阳的活跃区域，这些区域很可能会产生这种现象"。

与此同时，Yu 的研究小组计划重新研究其他太阳射电暴，看看是否有与他们发现的极光样射电暴类似的太阳射电暴。他说："我们的目标是确定以前记录的一些太阳射电暴是否可能是这种新发现的发射的实例。"

编译自:ScitechDaily