巨型太阳风暴产生的辐射特征比以前认为的要复杂得多

天文学家使用世界上最敏感的射电望远镜阵列之一，在太阳上爆发了一场巨大的风暴，观测到的物质以每秒超过3000公里的速度从它身上窜出，发生了巨大的冲击波和被称为人字形的现象。

在“ 自然天文学 ” 杂志上，来自芬兰赫尔辛基大学的戴安娜·莫罗桑及其同事报告了对大风暴的详细观察，这是一种称为日冕物质抛射(CME)的磁性喷发。

与生物学家在解剖鲱鱼时可能发现的人工骨不同，该团队在解剖暴力事件期间发出的无线电波时发现了基于数据的版本。

随着CME的演变，当他们绘制无线电波的频率时，鱼骨架的形状出现了。脊柱是恒定频率的发射带，而两侧的垂直分支“骨头”是在更宽频率范围内的突然短脉冲发射。

以前在太阳的无线电波内脏中发现了人字形，但这是第一次这样一组敏感的射电望远镜记录下来。详细数据使Morosan及其同事第一次确定了辐射爆发的起源。

令他们惊讶的是，这些骨头是在CME两侧的三个不同位置创建的。

“当我第一次看到结果时，我感到非常兴奋，我不知道该怎么做，”Morosan说。

随着芝加哥商品交易所的爆发，天文学家们已经开始监测太阳，使用低频阵列(LOFAR)的24个射电望远镜，分布在荷兰埃克斯洛村附近约320公顷的区域内。

“我们已经看到了这个非常复杂的活跃区域 - 真正大的丑陋的太阳黑子，已经产生了三个X级耀斑，所以我们认为我们应该指出LOFAR，看看它是否产生任何其他火山爆发，”Morosan解释道。

最后一刻请求LOFAR导演在接下来的星期天获得了8小时的奖励，在此期间活动区域再次爆发，发出的X射线非常强烈，被归类为X级耀斑，是最极端的类别。

耀斑是由构成太阳的等离子体中的湍流引起的。等离子体是如此热的气体，电子开始从原子中剥离，形成带电粒子的混合物。当它在太阳下旋转时，带电粒子会产生磁场。当湍流上升时，磁场线会变得扭曲和不稳定，有点像紧密盘绕和缠结的弹簧。

有时纠结的磁场突然在一个叫做磁重联的猛烈事件中重新排列，有点像盘绕的弹簧断裂，从而释放出大量的被困能量。正是这种能量为火炬提供能量并将等离子体推进空间以形成CME。

“CME仍然通过磁场与太阳大气相连，因此它看起来像一个巨大的气泡向外膨胀，”Morosan说。

CME中的极端能量 - 在太阳最近的11年周期中的第二大能量 - 将物质从太阳表面加速到超过3000公里每秒，或光速的1%。

因为它是如此之快，CME在穿过日光层 - 太阳周围的大气层时形成了冲击波。与超音速飞机产生的音爆类似，冲击波将电子加速到极速，并使它们发出无线电波，Morosan和她的同事们记录下来。

电子发射的无线电波的确切频率取决于其环境的密度。靠近太阳的光球密度更高，这会产生更高频率的无线电波。电子来自太阳越远，无线电发射的频率越低。

因此，人字形的形状作为频率图显示了加速电子在太阳大气中的位置。

脊柱表示源自冲击波中捕获的电子的恒定频率发射。它们从冲击中突然逃逸，并沿着CME气泡表面的磁场线漏斗。

一些电子爆发回到太阳。这些是人字形分支到更高的频率，而那些从另一个方向进入漏斗，进入太空，创建分支以降低频率。

射电望远镜阵列的灵敏度使得该团队能够清楚地识别人体辐射的三种来源，所有这些都在CME的侧面，而不是在它的前面，正如所提出的那样。

然而，观察的成功被缩短了，因为LOFAR阵列的时间段结束了，而CME仍然如火如荼。

“我们不知道在耀斑达到顶峰后发生了什么，”Morosan指出。“所以我们很幸运，也不走运!