美國新澤西理工學院的研究人員記錄了來自太陽黑子的非凡、持久的射電輻射，為我們了解太陽和恆星磁場現象提供了新的視角。在發表於《自然-天文學》（Nature Astronomy）的一項研究中，來自新澤西理工學院日地研究中心（NJIT-CSTR）的天文學家詳細觀測到了一次非同尋常的類似極光的射電現象–發生在太陽上一個相對黑暗和寒冷的斑點（即太陽黑子）上方4 萬千米處。

科學家在太陽黑子上方發現了長時間的電波輻射，類似於先前在行星和某些恆星極區看到的輻射，這可能會重塑我們對強烈恆星電波暴的理解。資料來源：餘思傑

研究人員說，這種新型無線電輻射與地球、木星和土星等行星磁層以及某些低質量恆星中常見的極光無線電輻射具有相同的特徵。

該研究的第一作者、南京理工大學CSTR的科學家餘思傑（Sijie Yu）說，這項發現為了解這種強烈太陽射電暴的起源提供了新的視角，並有可能為了解具有大型星斑的遙遠恆星中的類似現象開啟新的途徑。

餘思傑說：”我們探測到了一種從太陽黑子發出的奇特的持久偏振射電暴，持續時間超過一周。這與通常持續數分鐘或數小時的典型瞬態太陽射電暴完全不同。這是一個令人興奮的發現，它有可能改變我們對恆星磁場過程的理解。”

與地球極光的比較

在地球兩極地區的天空中可以看到著名的極光，如北極光或南極光，這是因為太陽活動幹擾了地球的磁層，促使帶電粒子沉降到磁場匯聚的地球兩極地區，並與高層大氣中的氧原子和氮原子相互作用。這些電子加速沖向南北極，會產生頻率約幾百千赫茲的強烈無線電輻射。

研究小組說，新觀測到的太陽射電輻射是在太陽表面磁場特別強的地方暫時形成的一個巨大的太陽黑子區域探測到的，與以前已知的太陽射電噪聲風暴在光譜和時間上都有所不同。

餘解釋說：”我們的空間、時間和空間分辨分析表明，它們是由電子-迴旋maser（ECM）發射引起的，涉及被困在會聚磁場幾何形狀中的高能電子。太陽黑子較冷且磁性較強的區域為ECM發射的發生提供了有利的環境，這與行星和其他恆星的磁極蓋相似，有可能為研究這些現象提供一個本地太陽類似物。然而，與地球極光不同的是，這些太陽黑子極光發射的頻率從數十萬千赫到大約一百萬千赫不等–這是太陽黑子磁場比地球磁場強數千倍的直接結果。”

瑞士西北應用科學大學（FHNW）的科學家、該研究的合著者羅希特-夏爾馬（Rohit Sharma）補充說：”我們的觀測結果表明，這些射電暴也不一定與太陽耀斑的時間有關。相反，附近活躍區域的零星耀斑活動似乎將高能量電子泵入錨定在太​​陽黑子上的大尺度磁場環中，然後為該區域上方的ECM射電發射提供動力”。

“太陽黑子射電極光”被認為與太陽自轉同步呈現出自轉調製，產生了Yu 所描述的”宇宙燈塔效應”。

餘指出：”當太陽黑子穿過太陽圓盤時，它產生了一束旋轉的射電光束，類似於我們從旋轉恆星上觀測到的調製射電極光。由於這是首次探測到太陽黑子射電極光，我們下一步將進行回顧性分析。目標是確定先前記錄的一些太陽爆發是否可能是這種新發現的發射的實例。”

對天文物理模型的潛在影響

太陽射電輻射雖然較弱，但類似於過去觀測到的恆星極光輻射，這可能表明，較冷恆星上的星斑，就像太陽黑子一樣，可能是在各種恆星環境中觀測到的某些射電暴的來源。

“這次觀測是我們看到的來自太陽的射電ECM 發射的最清晰證據之一。其特徵類似於在我們的行星和其他遙遠恆星上觀測到的一些特徵，這讓我們考慮到這一模型可能潛在地適用於其他有星點的恆星。」研究小組說，最新的洞察力把太陽的行為和其他恆星的磁活動聯繫起來，可能會對天文物理學家重新思考他們目前的恆星磁活動模型產生影響。

新澤西理工學院太陽系研究員蘇拉吉特-蒙達爾（Surajit Mondal）說：”我們開始拼湊出高能粒子和磁場如何在一個存在長效星斑的系統中相互作用的謎團，不僅在我們自己的太陽上，而且在遠遠超出太陽系的恆星上。”

新澤西理工學院-CSTR 物理學傑出教授戴爾-加里（Dale Gary）補充說：”透過了解來自我們太陽的這些訊號，我們可以更好地解釋來自宇宙中最常見恆星類型–M-矮星的強大輻射，這可能揭示天體物理現像中的根本聯繫。”