我院陈耀教授课题组的研究成果入选美国天文学会研究亮点

2018-07-15 15:18:22  点击:

近日,我院陈耀教授课题组完成的有关太阳约束耀斑双阶段演化过程的研究成果被美国天文学会(AAS)选为亮点工作,并以“Investigating Confined Solar Flares”为题进行了专题报道(详见https://aasnova.org/2018/06/29/investigating-confined-solar-flares/)。报道指出,该项成果是第一次在双阶段约束耀斑中观测到超热等离子体成分(the first of its kind),表示更多类似的精细观测将有望揭示约束及爆发耀斑的成因。

根据是否伴随有日冕物质抛射,耀斑可分为爆发耀斑和约束耀斑。其中爆发耀斑会伴随剧烈的物质抛射进入行星际空间,而约束耀斑则不会。目前,对于耀斑爆发或约束的原因并不明确。之前有研究认为约束耀斑中扭缠磁场结构受到上方背景磁场的约束,从而无法成功抛出。此次,陈耀教授与所指导的2016级地球物理学研究生宁昊针对一例发生于太阳邻边的约束耀斑事件进行了详细的观测研究,分析了该耀斑期间的环系演化和X射线、微波辐射,发现该耀斑具有两次X射线峰值,且第二次峰值能量高达30-50keV,远高于以往研究的双峰事件。结合着X射线能谱分析和极紫外波段观测,他们还发现本事件中的第二个峰值以热辐射为主,且温度高达3千万度。这一温度远高于通常认为的耀斑-色球蒸发过程所能达到的温度。因此,宁昊等认为这些超热等离子体源自发生于日冕中的直接加热过程,揭示了约束耀斑中的双阶段能量释放过程及其产生的超热等离子体现象。

该研究发表在《天体物理学杂志》(Ning et al 2018, ApJ 854,178,http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaaa69/meta)上,研究工作受到国家自然科学基金、山东省自然科学基金和科技部973项目的资助。据悉,这是陈耀教授课题组的研究成果第二次被美国天文学会选为亮点工作进行报道,第一次为2016年陈耀教授关于一例日冕物质抛射事件的观测研究(相关链接:https://aasnova.org/2016/05/18/reconnection-on-the-sun/)。

据了解,美国天文学会研究亮点网站(AAS NOVA)定期从发表于旗下所属的四大期刊(AJ, APJ, APJL, APJS)上的文章中筛选出少量研究亮点工作,并专门撰文详细介绍。目的是为了将所发表的天文学领域近期优秀研究成果、重要的突破或发现介绍给全世界天文研究者和爱好者。据统计,2016-2017年两年,AAS NOVA网站共报道了近400篇亮点新闻,其中太阳物理领域的报道仅有20篇左右。

空间科学研究院陈耀教授所带领的课题组共有成员20余人,其中包括国家和山东省杰出青年基金获得者,山东大学未来计划青年学者等。近年来,该课题组对各种剧烈的太阳爆发现象进行了较为系统的研究,包括日冕物质抛射和耀斑的触发与演化、高能粒子加速及电磁辐射机理等,近五年在国际主流期刊上共发表文章50余篇。为获取一手观测资料,课题组还在威海荣成槎山建立了高性能太阳射电频谱观测系统,包括一台六米抛物面天线和一组低频天线阵列。目前,课题组正承担国家基金委重大项目课题和重点项目等。

图1:太阳爆发—日冕物质抛射图像。本图为同时拍摄的日面和日冕的合成图像,其中日面图像来自于SDO卫星上的AIA设备,日面以外的日冕图像则来自SOHO卫星的LASCO日冕仪,观测时间为2012年1月27日。太阳表面亮的区域为活动区,日冕中右上方为正在发生的日冕物质抛射事件。

图2:美国天文学会(AAS)网站将该成果作为亮点工作在主页上详细报道。本图取自AAS网页。

图3:本研究中观测到的耀斑事件极紫外波段成像,左图对应于耀斑爆发前时刻,右图对应于耀斑峰值时刻。图像取自Ning et al. (2018)。

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