研究:太阳耀斑离子温度达6000万度,或解50年光谱之谜

太阳耀斑中的粒子温度可能比此前估算高出6.5倍,这一发现为困扰太阳物理学界近50年的光谱线加宽现象提供新解释。

太阳耀斑是太阳外层大气中强烈的能量爆发,能将温度提升至超过1000万摄氏度。这类爆发会显著增强到达地球的X射线和辐射,对航天器、宇航员以及地球高层大气构成风险。

研究团队在《天体物理学快报》上发表的论文指出,耀斑中的等离子体加热过程与此前假设并不一致。结果表明,离子温度可超过6000万摄氏度,远高于电子温度。

团队领导者、圣安德鲁斯大学亚历山大・拉塞尔博士表示,磁重联这一过程会使离子的加热强度是电子的6.5倍。这似乎是一条普遍规律,已在近地空间、太阳风以及计算机模拟中得到验证,但此前未被应用到太阳耀斑的研究中。

研究指出,传统假设认为离子和电子温度应当相同。但基于现代数据重新计算发现,两者的温差可在太阳耀斑的重要区域持续数十分钟,为研究“超高温离子”打开新的可能。

更重要的是,新提出的离子温度与耀斑光谱线的宽度高度吻合。这一结果或许能解释自1970年代以来未解的天体物理学难题。

过去近50年,科学家一直疑惑为何耀斑在极紫外和X射线波段的光谱线比预期更宽。传统解释认为这是湍流运动造成的,但这一假说正受到挑战。最新成果提出新思路:离子温度升高本身即可对光谱线加宽起到关键作用。

研究团队认为,这一发现意味着对太阳耀斑的理解正迎来范式转变,并可能推动人类对太阳活动对地球影响的进一步认识。

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