Naukowcy odkrywają tajemnicze źródło rozbłysków radiowych „podobnych do bicia serca” w taryfie słonecznej

Naukowcy odkrywają tajemnicze źródło rozbłysków radiowych „podobnych do bicia serca” w taryfie słonecznej

Słoneczny rozbłysk radiowy z sygnałem przypominającym bicie serca został zidentyfikowany w atmosferze Słońca, zgodnie z nowym badaniem.

W odkryciach opublikowanych w czasopiśmie Nature Communications międzynarodowy zespół naukowców poinformował o odkryciu lokalizacji źródła sygnału radiowego pochodzącego z rozbłysku słonecznego klasy C znajdującego się ponad 5000 kilometrów nad powierzchnią Słońca.

Naukowcy twierdzą, że wyniki badań mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć procesy fizyczne stojące za uwalnianiem energii z rozbłysków słonecznych – najpotężniejszych eksplozji w Układzie Słonecznym.

„Odkrycie jest nieoczekiwane” – powiedział Sijie Yu, współautor badania i astronom związany z Centrum Badań Słońca i Ziemi NJIT. „Ten wzór pulsowania jest ważny dla zrozumienia, w jaki sposób energia jest uwalniana i rozpraszana w atmosferze Słońca podczas tych niewiarygodnie potężnych eksplozji na Słońcu. Jednak pochodzenie tych powtarzających się wzorów, zwanych także quasi-okresowymi pulsacjami, od dawna pozostaje tajemnicą i źródłem debaty wśród fizyków słonecznych”.

Słoneczne rozbłyski radiowe to intensywne rozbłyski fal radiowych ze Słońca, które często kojarzone są z rozbłyskami słonecznymi i wiadomo, że zawierają sygnały o powtarzających się wzorach.

Zespół był w stanie odkryć źródło tych sygnałów wzorcowych po przestudiowaniu obserwacji mikrofalowych rozbłysku słonecznego 13 lipca 2017 r., uchwyconych przez radioteleskop NJIT o nazwie Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), który znajduje się w Owens Valley Radio Obserwatorium (OVRO) w pobliżu Big Pine w Kalifornii.

EOVSA rutynowo obserwuje Słońce w szerokim zakresie częstotliwości mikrofalowych od 1 do 18 gigaherców (GHz) i jest wrażliwa na promieniowanie radiowe emitowane przez wysokoenergetyczne elektrony w atmosferze Słońca, które są pobudzane w rozbłyskach słonecznych.

Na podstawie obserwacji rozbłysku przeprowadzonych przez EOVSA, zespół ujawnił rozbłyski radiowe z wzorcem sygnału powtarzającym się co 10-20 sekund, „jak bicie serca”, według głównego autora badań, dr Yuankun Kou. studentka Uniwersytetu Nanjing (NJU).

Zespół zidentyfikował silny sygnał quasi-okresowej pulsacji (QPP) u podstawy arkusza prądu elektrycznego, rozciągający się na ponad 25 000 kilometrów przez obszar rozbłysku jądra erupcji, gdzie przeciwstawne linie pola magnetycznego zbliżają się do siebie, przerywają i ponownie łączą, generując intensywną energię zasilającą erupcję. migotać.

Ale co zaskakujące, Kou mówi, że odkryli drugie bicie serca w rozbłysku.

„Powtarzające się wzorce nie są niczym niezwykłym w przypadku słonecznych rozbłysków radiowych” – powiedział Kou. “Ale ciekawie, istnieje dodatkowe źródło, którego się nie spodziewaliśmy, zlokalizowane wzdłuż rozciągniętej warstwy prądu, które pulsuje w podobny sposób jak główne źródło QPP”.

„Sygnały prawdopodobnie pochodzą z quasi-powtarzalnych połączeń magnetycznych na arkuszu prądu rozbłyskowego” – dodał Yu. „Po raz pierwszy wykryto quasi-okresowy sygnał radiowy znajdujący się w regionie ponownego połączenia. To wykrycie może pomóc nam określić, które z dwóch źródeł spowodowało drugie”.

Wykorzystując unikalne możliwości obrazowania mikrofalowego EOVSA, zespół był w stanie zmierzyć widmo energii elektronów w dwóch źródłach radiowych w tym wydarzeniu.

„Obrazowanie spektralne EOVSA dało nam nową diagnostykę przestrzenną i czasową nietermicznych elektronów rozbłysku.… Stwierdziliśmy, że rozkład elektronów o wysokiej energii w głównym źródle QPP zmienia się w fazie z rozkładem wtórnego źródła QPP w elektronicznym arkuszu prądu” powiedział Bin Chen, profesor fizyki w NJIT i współautor artykułu. „To mocna wskazówka, że ​​dwa źródła QPP są ze sobą ściśle powiązane”.

Kontynuując swoje badania, członkowie zespołu połączyli modelowanie numeryczne 2,5D rozbłysku słonecznego, prowadzone przez drugiego korespondenta autora artykułu i profesora astronomii Xin Chenga z NJU, z obserwacjami emisji miękkiego promieniowania rentgenowskiego z rozbłysków słonecznych obserwowanych przez NOAA Satelita GOES, który mierzy strumienie miękkiego promieniowania rentgenowskiego z atmosfery Słońca w dwóch różnych pasmach energii.

“Chcieliśmy wiedzieć, jak okresowość występuje w bieżącym arkuszu” – powiedział Cheng. „Jaki proces fizyczny napędza okresowość i jak jest on powiązany z tworzeniem się QPP?”

Analiza zespołu wykazała, że ​​w obecnym arkuszu tworzą się wyspy magnetyczne lub struktury przypominające bąbelki, które quasi-okresowo przesuwają się w kierunku obszaru rozbłysków.

„Pojawienie się wysp magnetycznych w długo rozciągniętym arkuszu prądu odgrywa kluczową rolę w dostosowywaniu szybkości uwalniania energii podczas tej erupcji” – wyjaśnił Cheng. „Taki quasi-okresowy proces uwalniania energii prowadzi do powtarzającej się produkcji wysokoenergetycznych elektronów, przejawiających się jako QPP w zakresie fal mikrofalowych i miękkiego promieniowania rentgenowskiego”.

Ostatecznie Yu mówi, że wyniki badania rzucają nowe światło na ważne zjawisko leżące u podstaw procesu ponownego łączenia, który napędza te wybuchowe wydarzenia.

„W końcu ustaliliśmy pochodzenie QPP w rozbłyskach słonecznych w wyniku okresowego ponownego łączenia się w arkuszu prądu rozbłysku.… To badanie skłania do ponownego zbadania interpretacji wcześniej zgłoszonych zdarzeń QPP i ich wpływu na rozbłyski słoneczne”.

Dodatkowymi współautorami artykułu są badacze z NJU Yulei Wang i Mingde Ding, a także Eduard P. Kontar z University of Glasgow. Badania te były wspierane przez granty z National Science Foundation.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science