到2017年底,靠近現(xiàn)有太陽(yáng)黑子的太陽(yáng)表面爆發(fā)了一個(gè)巨大的新磁場(chǎng)區(qū)域。磁能的強(qiáng)烈碰撞產(chǎn)生了一系列強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑,導(dǎo)致了地球上動(dòng)蕩的太空天氣。這是NJIT隨后隨即打開的擴(kuò)展歐文斯谷太陽(yáng)電池陣列(EOVSA)射電望遠(yuǎn)鏡在瞬間捕獲的第一個(gè)耀斑。
在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究中,記錄這些圖像的太陽(yáng)能科學(xué)家首次精確地確定了爆炸的時(shí)間和地點(diǎn),爆炸釋放了將噴出的等離子體加熱到相當(dāng)于10億度溫度的能量。
利用微波頻譜中收集到的數(shù)據(jù),他們能夠?qū)鹁纥c(diǎn)燃后的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行定量測(cè)量,并跟蹤了其轉(zhuǎn)化為其他能量形式(動(dòng)能,熱能和過熱能),為火炬的爆炸性能量提供了動(dòng)力5分鐘通過電暈。
迄今為止,耀斑或其他大規(guī)模噴發(fā)過程中電暈磁場(chǎng)的這些變化僅通過外推來間接量化,例如,外推法是在光層(在白光下看到的太陽(yáng)表面層)上測(cè)得的磁場(chǎng)。這些外推法無(wú)法精確測(cè)量該位置磁場(chǎng)的動(dòng)態(tài)局部變化,并且時(shí)間尺度不足以表征火炬的能量釋放。
NJIT太陽(yáng)地面研究中心杰出的物理學(xué)教授,論文的作者格雷戈里·弗萊什曼說:“我們已經(jīng)能夠確定日冕中釋放的最重要的磁能位置。”“這些是捕獲火炬的微觀物理學(xué)的第一批圖像,它們是在很小的空間和時(shí)間尺度上發(fā)生的,能夠進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的詳細(xì)過程鏈。”
通過測(cè)量磁能的下降以及該區(qū)域電場(chǎng)的同時(shí)強(qiáng)度,他們能夠證明符合能量守恒定律的兩者能夠量化為太陽(yáng)耀斑提供動(dòng)力的粒子加速度,包括相關(guān)的噴發(fā)和等離子加熱。
這些基本過程與發(fā)生在包括伽瑪射線爆發(fā)在內(nèi)的最強(qiáng)大的天體物理學(xué)源中以及基礎(chǔ)研究和實(shí)際聚變能產(chǎn)生中感興趣的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中的過程相同。