太阳活动之日冕物质抛射--太阳的“喷嚏”

引言

这篇文章中说到耀斑可以看做是“咳嗽”,那么太阳的“喷嚏”就是日冕物质抛射了。日冕物质抛射名字比较长,一般用英文Coronal Mass Ejection的缩写CME来表示。它是太阳大气乃至整个太阳系中最大尺度的剧烈活动现象。

CME

CME是指大尺度的磁化等离子体从太阳大气抛向行星际空间的想象,通俗一点的比喻就是像打喷嚏喷出的唾沫星子。

1859年卡林顿发现太阳耀斑之后,人们一直认为耀斑是最剧烈的太阳爆发现象。直到1993年Gosling在文章“The solar flare myth”提出CME才是最大的太阳爆发想象,随后对CME的相关研究才迅速兴起。

CME的第一次观测可能是在1860年的7月18日。当时欧洲大陆发生了一次日全食,一些观测者对他们观测到的日冕进行了绘制。在很多不同地点的观测图像中,都显示出在太阳西南边缘处有一个看起来脱离了太阳的近似圆形的结构,明显不同于周围日冕的结构。以现在对太阳的认识来看,这个结构很可能就是CME。

Tempel绘制的1860年7与18日全日食期间的日冕图像

这里之所以说可能是CME,是因为这个结构的速度可能比较小,没有逃脱太阳的引力,最终还会回落到太阳上。

人类首次确认CME的存在是在1971年,当时美国的OSO-7卫星上携带了一台日冕仪,在12月24日观测到一团明亮的等离子体星云以大约1000 km/s的速度远离太阳,这一速度超过了太阳的逃逸速度。因此被公认为是一团成功抛出太阳的物质,即CME。

CME的结构

CME的典型结构如下图所示,包含三个部分,分别是亮的外环、低密度的暗腔和暗腔中的高密度亮核。但CME在太阳上抛出的角度不同,我们观察到的现象也有不同,所以并不是每一个CME都能看到这三部分结构。

CME结构示意图

CME的演化

CME的演化可分为三个阶段:

初始相:CME以小于80 km/s的速度缓慢上升,大致与耀斑前相对应,持续大约几十分钟。

脉冲加速相:CME迅速加速,直至耀斑辐射的软X射线流量达到最大。时间上对应耀斑的脉冲相,几分钟到几十分钟不等。

传播相:CME速度基本不变或稍微减小,时间上对应耀斑的衰减相。

CME过程白光图像



大家可以想一下耀斑和CME的关系,之后的文章会解释它们之间的关系。

还是老样子,图懒无源,侵删致歉!

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