对太阳的新观测可以帮助开发更好的太阳温度计

皇家天文学会月报:快报(2022 年)。 DOI: 10.1093/mnrasl/slac021″ width=”783″ height=”451″>
2018 年 4 月 19 日为突出的区块 1 和 2 合成的 ALMA 干涉图像。每张图像是通过平均超过 7 次扫描(~42 分钟)产生的,每个区块的开始时间在图像标题中给出。 颜色条显示开尔文的相对亮度温度。 学分:皇家天文学会月报:快报(2022 年)。 DOI: 10.1093/mnrasl/slac021

对太阳表面凉爽区域的复杂新观测可以帮助科学家开发一种新型太阳温度计。 由格拉斯哥大学的研究人员领导的天体物理学家团队率先使用智利 ALMA 天文台的观测结果来估计日珥的温度。

日珥是太阳表面上的等离子体区域,其强大的磁场包含在其温度远低于邻近区域的温度下。

虽然太阳的面积可以超过一百万开氏度,但日珥的中心通常在 5,000 到 8,000 度之间。 它们可以持续数周,然后变得不稳定并向外喷发到太空中。

在《皇家天文学会月刊:快报》杂志上发表的一篇论文中,研究人员概述了他们怎样利用 ALMA 天文台利用从其无线电天线阵列中收集的数据生成高分辨率太阳图像的能力。

这一过程称为干涉测量法,使他们能够详细检查 2018 年 4 月 19 日发生的日珥的温度。他们检查了来自电磁光谱 H-α 和 3mm 区域的数据,从而使他们能够测量光学在大约两个小时的过程中,日珥的厚度和亮度温度。

这些观察结果使他们能够生成突出部脊柱的图像,勾勒出其等离子鞘边缘的倒钩状结构。 对其亮度的分析表明,脊椎中的等离子体温度在 6,000 到 7,000 开氏度之间。

另外两个天文台也测量了这一突出,一个在地球上,一个在太空。 波兰弗罗茨瓦夫大学的比亚乌科天文台与美国宇航局太阳动力学天文台任务上的大气成像装置同时测量了日珥。 该团队将两者的观测数据与 ALMA 结果相关联,发现高度一致,表明 ALMA 结果作为对突出物形状和温度的估计是可靠的。

格拉斯哥大学物理与天文学学院的 Nicolas Labrosse 博士是该论文的主要作者。 拉布罗斯博士说:“日珥是磁场怎样塑造太阳大气的最引人注目的例证之一,在几乎难以想象的炎热环境中创造和控制更冷的等离子体结构。

“了解日珥是怎样随着时间的推移形成和演化的,将有助于我们回答一些关于太阳怎样工作的基本问题,以及宇宙中其他类似的问题。解开这些答案还可以帮助我们更好地理解怎样使用磁场来控制地球上的等离子体,在未来聚变反应堆等环境中。”

“我们很高兴能够首次证明我们可以使用 ALMA 的干涉测量数据对日珥进行高分辨率测量。虽然我们这次只使用了 ALMA 提供的两个带宽,但扩展了我们的跨其他波段的观测将使我们能够进行更详细的观测,这可能使我们更接近开发一种更好的太阳温度计。”

Labrosse 博士是捷克科学院天体物理学家领导的第二篇研究论文的合著者,该论文发表在《天体物理学杂志快报》上,该论文还检查了来自 ALMA 的日珥数据。

Labrosse 博士补充说:“这两篇论文彼此独立撰写,但在我们怎样使用 ALMA 测量日珥温度方面显示了互补的结果。

“第二篇论文表明,我们的 ALMA 数据中仍然存在未解析的结构——突出线的特征空间尺度小于 ALMA 的分辨率。这很有趣,因为我们可以从中了解更多关于突出怎样形成以及建筑物怎样形成的信息。突出块与我们在当前分辨率下使用仪器观察到的情况有关。

“总而言之,这些论文的结果表明,我们可以从 ALMA 关于日珥的数据中学到很多东西。我们期待着未来与我们的研究伙伴合作,与 ALMA 进行进一步的测量。”

来自苏格兰格拉斯哥大学的研究人员; 波兰弗罗茨瓦夫大学; 诺森比亚大学,英国纽卡斯尔; 挪威奥斯陆大学; 比利时鲁汶大学; 法国巴黎天文台和巴西圣保罗 Presbiteriana Mackenzie 大学为本论文做出了贡献。

该团队的论文题为“使用 ALMA 对太阳日珥进行的首次高分辨率干涉观测”,发表在《皇家天文学会月刊:快报》上。