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丁明德教授课题组在白光耀斑研究方面取得重要进展

发布时间:2017-12-20 14:38来源:未知

    近日,南京大学天文与空间科学学院丁明德教授带领的太阳物理团队利用自主建设的光学和近红外太阳爆发探测望远镜ONSET)观测到一个罕见的环形白光耀斑,并且同时发现脉冲式和缓变式的白光辐射源,相关研究成果以“A Circular White-Light Flare with Impulsive and Gradual White-Light Kernels”为题于20171219日在Nature Communications上发表(https://www.nature.com/articles/s41467-017-02343-0)。

太阳耀斑是发生在太阳大气中的一种剧烈的、快速的磁能释放现象,通常在色球谱线以及高温谱线(紫外、极紫外、软X射线)中观测到。在极少数情况下,耀斑会导致可见光连续谱的增强,这种耀斑称为白光耀斑。1859年英国天文学家理查德·卡林顿第一次观测到的耀斑就是一个白光耀斑。然而,文献记载和研究的白光耀斑只占到太阳耀斑总数的极少部分,因而被认为极其罕见。普通耀斑通常是在日冕中释放磁能,但白光耀斑起源于太阳低层大气(色球低层或光球层),这对耀斑能量的产生和输运机制提出了极大的挑战,对白光耀斑的研究成为太阳物理领域的一个重要前沿课题。

此次报道的环形白光耀斑发生于2015310日,ONSET成功获得了两个连续谱波段(3600埃、4250埃)以及6563埃)谱线的高分辨率图像,结合空间卫星SDO/AIA获得的紫外观测资料、SDO/HMI获得的矢量磁场资料、RHESSI卫星观测到的硬X射线资料,课题组详细分析了该耀斑的白光辐射源的特征以及它们的可能起源。特别是,该耀斑存在两类不同的白光辐射源:一类是与硬X射线辐射相对应的脉冲源,另一类是与硬X射线辐射没有明显关系的缓变源。缓变源上升和衰减都比较慢,延续时间明显比脉冲源长,是白光耀斑的一个新发现,传统的高能粒子轰击模型不能有效解释这一类白光辐射源。这一新发现对白光耀斑模型提出了新的挑战,可能的解释包括软X射线辐射加热或者阿尔芬波加热,但需要更多的观测来验证。图1

给出环形白光耀斑的形态及演化过程。



1.
环形白光耀斑的形态及演化过程。

 

该工作的第一作者为我校郝奇博士,方成院士与丁明德教授为共同通讯作者。该项研究得到国家科技部973计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助。

        ONSET望远镜位于云南省昆明市的抚仙湖畔(2)。它拥有三个真空镜筒:两个27.5厘米口径的10830 埃镜筒,一个20厘米口径的白光镜筒(3600 埃和4250 埃),以及一个14厘米口径的导行镜。ONSET可准同时采集三个波段处的全日面像或视场为10角分的局部像。自2012年开光以来,课题组获得了国内第一张全日面10830埃单色像,以及一批宝贵的资料,包括数个白光耀斑的多波段资料,取得了一系列重要的科研成果。ONSET望远镜项目被评为2014年度中国十大天文进展,并获得了2015年度教育部科技进步一等奖。ONSET望远镜已成为天文学院科学研究以及人才培养的一个重要基地。


2. 位于昆明市抚仙湖畔的光学和近红外太阳爆发探测望远镜(ONSET)。