紐澤西理工學院物理學家證實強烈太陽閃焰中伽馬射線的生成機制
编辑者： Uliana S.
隸屬於紐澤西理工學院太陽與地球研究中心（NJIT-CSTR）的太陽物理學家們，在理解太陽上最強烈現象方面取得了重大突破。他們最終確定了強烈太陽閃焰期間所產生的高能伽馬射線的確切來源。這項發表於《自然天文學》（Nature Astronomy）期刊上的發現，成功解開了一個長久以來困擾科學界的難題，該難題與觀測到的異常輻射信號有關。
研究的焦點鎖定在2017年9月10日發生的一場X8.2等級的太陽閃焰。透過深入分析數據，研究團隊成功地在太陽日冕區域，即所謂的「感興趣區域3」（ROI 3），定位到一個聚集體。這個聚集體內含有數以萬億計的粒子，其能量高達數百萬電子伏特（MeV）。這些粒子以接近光速的速度運動，其釋放的能量比一般太陽閃焰所釋放的粒子能量高出數百甚至數千倍。研究人員確立的關鍵機制是「制動輻射」（bremsstrahlung），這是由於這些高能電子與太陽大氣中的物質發生碰撞時所產生的。
這項重要研究匯集了頂尖專家的智慧，其中包括物理學教授兼主要作者Gregory Fleishman，以及作為共同作者的EOVSA主任陳斌（Bin Chen）。為了獲得如此精確的結果，研究團隊巧妙地結合了來自美國國家航空暨太空總署（NASA）費米伽馬射線太空望遠鏡（Fermi）的數據，以及新澤西理工學院的地面射電干涉儀——擴展歐文斯谷陣列（EOVSA）。費米望遠鏡負責捕捉伽馬射線的時間演變，而EOVSA則提供了對加速電子極為敏感的微波圖像。
這項發現有力地證實了現有的理論模型，即太陽能夠有效地利用釋放的磁能，將帶電粒子加速到極高的能量水平。根據Gregory Fleishman的說法，這項科學成就預計將顯著優化現有的太陽活動模型，進而提升太空天氣預報的準確性。這種預報精準度的提升尤為關鍵，特別是考慮到近期事件，例如2024年5月與NOAA 13664活躍區相關的強烈地磁暴。
研究人員接下來的關鍵步驟，是必須在這些極端粒子群中區分出電子與正子。為了解決這個問題，他們計劃對EOVSA進行升級，使其成為EOVSA-15配置，預計在2026年完成。這種新的能力將允許他們測量微波輻射的偏振情況，這將為這些高能粒子的本質提供最終的答案。儘管太陽28天的自轉週期對連續觀測構成了一定的限制，但在2024年，歐洲太空總署（ESA）的「太陽軌道器」（Solar Orbiter）在觀測NOAA 13664期間所獲取的數據，在一定程度上彌補了這一不足。
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來源
iXBT.com
Российская газета
Eurasia Review
iXBT.com
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Bin CHEN | Professor (Full) | Doctor of Philosophy | New Jersey Institute of Technology, Newark | NJIT | Department of Physics | Research profile - ResearchGate
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