信使解决了太阳耀斑之谜

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在正确的时间,正确的位置放置MESSENGER航天器能够捕获平均大小的太阳耀斑,从而使天文学家能够研究离太阳不到1天文单位(AU)的高能太阳中子。第一次。行星科学研究所的科学家威廉·费尔德曼说,当耀斑爆发于2007年12月31日时,信使号-即将进入水星轨道-正以大约AU的一半飞行。以前,只有来自最强大太阳耀斑的中子爆发才被记录在地球或近地轨道上的中子能谱仪上。信使的结果有助于解决一个谜,为什么某些日冕物质抛射几乎不产生到达地球的高能质子,而另一些则产生大量。

太阳耀斑将高能中子喷入行星际空间。通常,这些爆发在太阳下持续约50至60秒。但是MESSENGER的中子光谱仪能够在6到10个小时的时间内记录这种火炬产生的中子。 “这告诉我们,至少有一些中等大小的耀斑在太阳日冕中连续产生高能中子。”费尔德曼说。 “从这个事实,我们推测由于耀斑,质子在30至100 MeV(百万电子伏特)范围内连续产生。”
太阳耀斑产生的所有离子中,约有90%保持在封闭的磁力线上被锁定在太阳上,但是另一群是由于太阳附近的中子衰变而产生的。费尔德曼说,第二批衰变的中子在行星际空间中形成了一个扩展的种子种群,而耀斑产生的巨大冲击波会进一步加速该种子种群。

费尔德曼说:“因此,重要的结果是,可能在发生多次耀斑事件之后发生两件事:在延长的时间内连续产生中子,并在太阳附近产生中子的种子种群,这些种子种群已经退化为质子。” “当日冕物质抛射(电晕中的核爆炸)将冲击波送入太空时,这些原料质子就会加速进入行星际空间。”

他补充说:“一直存在一个问题,为什么某些日冕物质抛射几乎不产生到达地球的高能质子,而另一些则产生大量。” “看来,靠近太阳的这些高能质子的种子种群可以提供答案,因为加速已经具有1 MeV能量的质子比产生1 keV(太阳风)的质子要容易。”

费尔德曼说,种子种群分布不均。有时它们在适当的位置使冲击波能够将其发送到地球,而在其他时候,它们处于质子向不带它们靠近地球的方向加速的位置。

费尔德曼补充说,太阳耀斑产生的辐射对美国国家航空航天局来说超出了学术兴趣。太阳耀斑产生的高能质子可能会破坏环绕地球的卫星,并危及国际空间站或登月和火星飞行任务中的宇航员。

他说:“载人航天计划的人们非常感兴趣,他们能够预测何时冠状物质抛射将有效地产生危险水平的高能质子,从而对宇航员造成辐射危害。”

为此,科学家需要更多地了解产生耀斑的机制以及哪些耀斑事件可能是危险的。他们希望在某个时刻能够以与预报员预测地球上雨或雪的精度相同的方式来预测太空天气(降水是以辐射的形式)。

费尔德曼观察到,信使可以为实现这一目标提供重要数据。他说:“我们看到并发布的是我们希望成为2012年将要出现的众多耀斑中的第一个。” “ 信使的优点在于,它将在太阳周期24期间从最小到最大太阳活动处于活跃状态,这使我们能够观察到太阳周期比以往更接近太阳的上升。”

信使号目前正绕着0.3到0.6 AU旋转太阳(AU是地球与太阳之间的平均距离,约150,000公里),将于2011年3月在水星周围绕轨道运行。在一个地球年的太阳0.45 AU以内。

阅读团队的论文: 用MESSENGER中子光谱仪检测到的1-8-MeV太阳中子对太阳耀斑离子的加速作用的证据。

资料来源:PSI

南希·阿特金森

南希(Nancy)自2004年以来一直在《今日宇宙》(Universe Today)工作。她是阿波罗计划新书《登月八年》的作者,该书分享了60位工程师和科学家在幕后进行着陆以便登上月球的故事。可能。她的第一本书《来自太空的难以置信的故事:幕后花絮观察改变我们对宇宙的看法》讲述了那些从事NASA机器人任务以探索太阳系及其他领域的人的故事。

查看评论

  • 如果我的记忆正确地为我服务,则冠状物质的喷射是由磁场引起的。它从与黑子相关的磁场线循环开始。该回路逐渐呈现出一种更复杂的形状,从而将一些冠状气体捕获在其中,并且在这种复杂的形状中束缚了很多能量。最终,磁力线恢复为更简单的形状,气体被推离太阳。扭曲场线中存储的能量被转换为逸出气体的动能。我知道这不是一个很清晰的解释,但是没有图片很难描述。

  • CME是磁流体动力学(MHD)事件。等离子体中的磁场结通过将其拉离太阳的光球并将材料抛成弧形来释放能量。尽管这篇文章让我想到了一些问题。中子将沿着磁场线移动,与质子和电子相反,质子和电子将围绕它们运动或循环。因此,如果材料在光球附近存在中子,它们将沿着磁力线移动,或更确切地说,将沿着磁场梯度移动。

    在我看来,问题是这些中子从何而来。质子的质量为938MeV,中子的质量为MeV。这意味着当质子吸收高能电子时,必须有能量从质子中产生中子。但是这些都是核能规模化的过程。光球的温度为5800K,对于核过程而言,每个粒子的能量要低几个数量级。

    本文引用:
    费尔德曼说。 “从这个事实,我们推测由于耀斑,质子在30至100 MeV(百万电子伏特)范围内连续产生。”

    但是这些都是在能源规模上的,我认为这远远低于对太阳表面的预期

    LC

  • 1854年12月7日,里尔大学的路易斯·巴斯德(Louis Pasteur),“在观测领域,机会只偏爱准备好的航天器”。

    至少我是他这么说的。

  • 我只是希望MESSENGER附近的质子或中子通量不会削弱船上的任何仪器。我知道屏蔽和航天器定向将有助于减轻该问题,但是受到足够强大且长时间的质子/中子“风暴”的袭击可能会对某些车载电子设备造成破坏。

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