科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，從太陽射出的粒子揭示了不同的模式

我們的太陽從地球上看似乎很平靜，但這只是因為我們有幸生活在 1.5 億公里之外。近距離看，這是一場以核燃料為燃料的恐怖嘉年華之旅，將無數(shù)微小粒子以極快的速度發(fā)射到星際空間。

“太陽是太陽系中能量最高的粒子加速器，”寫一組研究人員對太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射 （CME） 中流出的高能粒子進行了研究。

根據(jù)該研究的主要作者亞歷山大·沃穆斯 （Alexander Warmuth） 的說法，這些事件中的每一個都會產(chǎn)生具有非常獨特特征的粒子流，暗示著不同的出生地和背景故事。

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“我們看到'脈沖'粒子事件與與更擴展的日冕物質(zhì)拋射相關(guān)的'漸進'粒子事件之間存在明顯的分歧，其中這些高能電子通過太陽耀斑爆發(fā)式加速離開太陽表面，”說沃穆斯，太陽物理學(xué)家在德國波茨坦萊布尼茨天體物理研究所 （AIP）.

后者是更漸進的事件，“在更長的時間內(nèi)和更寬的角度范圍內(nèi)釋放出更廣泛的粒子膨脹”，Warmuth增加.

使用歐洲航天局主導(dǎo)的數(shù)據(jù)太陽軌道飛行器距離太陽近 4200 萬公里，Warmuth 和他的團隊在現(xiàn)場測量了這些粒子，重點關(guān)注一種稱為太陽高能電子 （SEE） 的類型。

SEE 的二分法已經(jīng)很成熟，但 Solar Orbiter 提供了來自前所未有的接近度的大量數(shù)據(jù)，揭示了有關(guān)每種類型 SEE 的確切來源的新細(xì)節(jié)。

“我們只能通過使用多種儀器在距太陽不同距離處觀察數(shù)百個事件來識別和理解這兩個群體——這是只有太陽軌道飛行器才能做到的，”沃穆斯說.

“通過如此接近我們的恒星，我們能夠測量原始狀態(tài)的粒子，從而可以準(zhǔn)確地確定它們從太陽開始的時間和地點，”他增加.

該研究基于對 2020 年至 2022 年間 300 多起 SEE 事件的觀察，是迄今為止最詳盡的此類分析。

“這是我們第一次清楚地看到太空中的粒子與它們在太陽發(fā)生的源事件之間的這種聯(lián)系，”說合著者弗雷德里克·舒勒 （Frederic Schuller），也是 AIP 的成員。

“我們在原位測量了高能電子——也就是說，太陽軌道飛行器實際上飛過電子流——同時使用更多的航天器儀器來觀察太陽上發(fā)生的事情?！?/p>

探測器的偏心軌道提供了距離太陽不同距離的事件數(shù)據(jù)，為這些電子在行進過程中的行為提供了新的見解。這包括對太陽耀斑視覺跡象之間令人困惑的滯后的潛在解釋和射電暴，以及隨后將 SEE 釋放到太空。

“事實證明，這與電子如何在空間中傳播有關(guān)——這不是釋放的滯后，而是探測的滯后，”說合著者和太陽物理學(xué)家勞拉·羅德里格斯-加西亞。

“電子會遇到湍流，散射到不同的方向等等，所以我們不會立即發(fā)現(xiàn)它們，”她增加.“隨著你離太陽越來越遠(yuǎn)，這些影響就會累積起來?！?/p>

作者指出，該探測器旨在產(chǎn)生這樣的見解，并且它應(yīng)該會在未來幾年繼續(xù)闡明太陽的秘密。

“多虧了太陽軌道飛行器，我們比以往任何時候都更了解我們的恒星，”說丹尼爾·穆勒 （Daniel Müller），歐空局太陽軌道飛行器項目科學(xué)家。

出于多種原因，這種熟悉感很有價值，包括它幫助我們保護航天器及其機組人員的潛力。

“太陽軌道飛行器提供的此類知識將有助于在未來保護其他航天器，讓我們更好地了解來自太陽的高能粒子威脅我們的宇航員和衛(wèi)星，”他說.

該研究發(fā)表在天文學(xué)與天體物理學(xué).

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