空间甚低频太阳射电Ⅲ型爆研究进展
2021-03-03谭宝林谭程明陈林杰
谭宝林,谭程明,黄 静,陈林杰
(1. 中国科学院 国家天文台 太阳活动重点实验室,北京 100101;2. 中国科学院大学 天文学与空间科学学院,北京 100047)
引 言
太阳爆发包括耀斑(solar flare)、日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)、爆发日珥等。它们是发生在整个太阳系中最为猛烈的爆发过程[1-3]。例如,一次典型的X级太阳耀斑爆发,能够在大约10 min内释放出1025J的能量(作为对比,一枚100万t TNT当量的氢弹爆炸所释放的能量大约为1016J,也就是说,一次X级耀斑所释放的能量相当于10亿颗百万t当量的氢弹在10 min内同时爆炸)。太阳爆发释放的物质和能量主要通过下列3种载体对行星际空间和近地空间环境产生剧烈扰动(有时也称之为3波攻击方式)[4-6]:
1)增强的电磁波辐射。在太阳爆发期间,可以看见太阳光球表面和色球在可见光波段的快速增亮,全日面辐射流量可增加5%~10%;在紫外(UltraViolet,UV)和极紫外(Extreme UltraViolet,EUV)波段增亮比可见光波段还要明显,全日面辐射流量约增加20~50%;在软X射线和射电波段的辐射流量则可增加几十倍到几十万倍。电磁辐射以光速进行传播,大约需要8 min就能从太阳爆发源区传播到近地空间。
2)非热高能粒子流发射。太阳爆发过程会加速产生大量非热高能粒子,一次典型的太阳耀斑爆发过程会释放的非热电子大约可达1031个/s,并伴有几乎全波段的电磁波辐射增强。这些非热高能粒子大约以0.1~0.9c(c为光速)的速度在行星际空间高速飞行,大约需要几十min~2 h就可以达到近地空间。高能粒子流在日冕和行星际空间的高速飞行将产生具有高速频率漂移的射电Ⅲ型爆[7-8]。……
