科學家發現了類似地球極光的太陽持續電波暴，為太陽和恆星現象的研究開闢了新途徑。一個由美國國家航空暨太空總署（美國國家航空暨太空總署）資助的科學家團隊發現了從太陽發出的長效無線電訊號，這些訊號與地球上的極光（北極光和南極光）類似。

科學家在一個太陽黑子上方發現了類似地球極光的無線電輻射。圖中粉紅色-紫色條紋代表無線電輻射，粉紅色代表頻率較高的無線電訊號，距離太陽黑子較近；紫色代表頻率較低的無線電訊號。細線代表太陽黑子上方的磁場線。太陽黑子是太陽底部的黑暗區域。來源：Sijie Yu

這種射電暴以前只在行星和其他恆星上觀測到過，而在太陽黑子–太陽上一個相對涼爽、黑暗、磁性活躍的區域–上方約25,000 英里（40,000 公里）處被探測到。

位於紐瓦克的新澤西理工學院的餘思傑（Sijie Yu）說：”這種太陽黑子射電發射是首次探測到，”他是2024年1月出版的《自然-天文學》（Nature Astronomy）上一篇報道這項發現的論文的第一作者。這項研究於2023 年11 月首次在線上發表。

這項發現可以幫助我們更了解自己的恆星，以及產生類似電波輻射的遙遠恆星的行為。

洞察太陽和恆星現象

太陽經常發射持續幾分鐘或幾小時的短射電暴。但Yu 的團隊利用新墨西哥州的Karl G. Jansky 超大陣列偵測到的電波暴卻持續了一個多星期。

這些太陽黑子射電暴還具有其他特徵–例如它們的光譜（或不同波長的強度）和偏振（無線電波的角度或方向）–更像是地球極區和其他有極光的行星產生的無線電輻射。

在這張美國太空總署太陽動力學天文台於2016年4月11日拍攝的太陽影像中，科學家在左上方看到的大黑子上方偵測到了類似極光的電波爆發。圖片來源：NASA/太陽動力學天文台

在地球（以及木星和土星等其他行星）上，當太陽粒子被行星磁場捲入，並被拉向磁場線匯聚的兩極時，極光就會在夜空中閃爍。當它們向極地加速時，這些粒子會產生頻率約為幾百千赫茲的強烈無線電輻射，然後撞擊大氣層中的原子，使它們發出極光。

Yu 團隊的分析表明，太陽黑子上方的電波暴很可能是以類似的方式產生的–當高能電子被太陽黑子上方的匯聚磁場困住並加速時。但與地球極光不同的是，太陽黑子產生的電波暴頻率要高得多–從數十萬千赫茲到大約一百萬千赫茲。這是太陽黑子磁場比地球磁場強數千倍的直接結果。

擴大對恆星活動的了解

先前在某些類型的低質量恆星上也觀測到類似的電波輻射。這項發現提供了一種可能性，除了先前提出的極區極光之外，類似極光的電波輻射可能來自這些恆星上的大光斑（稱為”星斑”）。

「這項發現令我們興奮不已，因為它挑戰了太陽射電現象的現有概念，為探索太陽和遙遠恆星系統中的磁活動開闢了新途徑。NASA不斷壯大的太陽物理學艦隊非常適合繼續調查這些射電暴的源區，”NASA戈達德太空飛行中心的太陽物理學家和太陽射電研究員Natchimuthuk Gopalswamy說。”例如，太陽動力學天文台持續監測太陽的活躍區域，這些區域很可能會產生這種現象”。

同時，Yu 的研究小組計劃重新研究其他太陽射電暴，看看是否有與他們發現的極光樣射電暴類似的太陽射電暴。他說：”我們的目標是確定以前記錄的一些太陽射電暴是否可能是這種新發現的發射的實例。”

編譯自: ScitechDaily