美国国家航空航天局支持的团队在太阳黑子上方发现类似极光的无线电爆发

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（）据美国宇航局（凡妮莎·托马斯）：美国国家航空航天局资助的一个科学家团队发现了来自太阳的持久无线电信号，这些信号与地球上极光（北极光和南极光）的信号相似。

在太阳黑子上方约25000英里（40000公里）处探测到这种射电暴，太阳黑子是太阳上一个相对凉爽、黑暗、磁性活跃的区域，以前只在行星和其他恒星上观测到过这种射电暴。

纽瓦克新泽西理工学院的俞思杰（Sijie Yu）是2024年1月《自然天文学》杂志上一篇报道这一发现的论文的主要作者，他说：“这次太阳黑子无线电发射代表了首次检测到这一现象。”。这项研究于2023年11月首次在网上发表。



科学家们在太阳黑子上方发现了类似于地球上极光的无线电发射的射电暴。图中的粉紫色条纹表示无线电发射，较高频率的无线电信号为粉红色，更靠近太阳黑子，较低频率为紫色。细线代表太阳黑子上方的磁力线。太阳黑子是太阳底部的黑暗区域。图像：俞思杰，新泽西理工学院

这一发现可以帮助我们更好地了解我们自己的恒星以及产生类似无线电发射的遥远恒星的行为。

太阳经常发射持续数分钟或数小时的短射电暴。但是，余的团队在新墨西哥州使用卡尔·G·扬斯基超大阵列探测到的无线电爆发持续了一个多星期。

这些太阳黑子射电暴还有其他特征，比如它们的光谱（或不同波长的强度）和偏振（无线电波的角度或方向），更像是地球极地和其他有极光的行星产生的无线电发射。

在地球（以及木星和土星等其他行星）上，当太阳粒子被行星的磁场捕获并被拉向两极时，极光在夜空中闪闪发光，磁力线在两极交汇。当它们向极地加速时，粒子会产生频率约为几百千赫兹的强烈无线电发射，然后撞击大气层中的原子，使它们以极光的形式发光。

余团队的分析表明，太阳黑子上方的射电暴很可能是以类似的方式产生的——当高能电子被太阳黑子上方汇聚的磁场捕获并加速时。然而，与地球的极光不同，太阳黑子的无线电爆发发生在更高的频率上——数十万赫兹到大约100万赫兹。余说：“这是太阳黑子磁场比地球磁场强数千倍的直接结果。”。



科学家们在美国国家航空航天局太阳动力学天文台于2016年4月11日拍摄的这张太阳图像中，在左上角的大而暗的太阳黑子上方探测到了类似极光的射电暴。图像：美国国家航空航天局/太阳动力学观测站

以前也曾在某些类型的低质量恒星上观测到类似的无线电发射。这一发现引入了一种可能性，即类极光无线电发射可能起源于这些恒星上的大斑点（称为“星斑”），以及之前提出的极地极光。

余说：“这一发现让我们兴奋不已，因为它挑战了现有的太阳射电现象概念，并为探索太阳和遥远恒星系统中的磁活动开辟了新的途径。”。

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的太阳物理学家和太阳射电研究员Natchimuthuk Gopalswamy说：“美国国家航空宇航局不断壮大的太阳物理学团队非常适合继续研究这些射电暴的源区。”。“例如，太阳动力学天文台不断监测太阳的活动区域，这可能会导致这种现象。”

与此同时，余的团队计划重新检查其他太阳射电暴，看看是否有类似于他们发现的类似极光的射电暴。余说：“我们的目标是确定之前记录的一些太阳爆发是否可能是这种新发现的辐射。”。

余团队的研究在一定程度上得到了美国国家航空航天局早期职业调查员计划（ECIP）授予新泽西理工学院的资助。