科学家们在第一分钟就测量了太阳耀斑爆炸物不断演变的能量

 
到2017年底，靠近现有太阳黑子的太阳表面爆发了一个巨大的新磁场区域。磁能的强烈碰撞产生了一系列强烈的太阳耀斑，导致了地球上动荡的太空天气。这是NJIT随后随即打开的扩展欧文斯谷太阳电池阵列(EOVSA)射电望远镜在瞬间捕获的第一个耀斑。
在《科学》杂志上发表的研究中，记录这些图像的太阳能科学家首次精确地确定了爆炸的时间和地点，爆炸释放了将喷出的等离子体加热到相当于10亿度温度的能量。
利用微波频谱中收集到的数据，他们能够对火炬点燃后的磁场强度进行定量测量，并追踪了其转化为其他能量形式(动能，热能和过热能)，为火炬的爆炸性能量提供了动力5分钟通过电晕。
迄今为止，耀斑或其他大规模喷发过程中电晕磁场的这些变化仅通过外推来间接量化，例如，外推法是在光层测量的磁场，即白光中看到的太阳表面层。这些外推法无法精确测量该位置磁场的动态局部变化，并且时间尺度不足以表征火炬的能量释放。
NJIT太阳地面研究中心物理学杰出研究教授格雷戈里·弗莱什曼(Gregory Fleishman)说：“我们已经能够确定日冕中释放的最重要的电磁能位置。” “这些是捕获火炬微观物理学的第一批图像，这些过程是在较小的空间和时间尺度上发生的，能够进行能量转换的详细过程链。”
通过测量磁能的下降以及该区域电场的同时强度，他们能够证明符合能量守恒定律的两个能量化为太阳耀斑提供动力的粒子加速度，包括相关的喷发和等离子加热。
这些基本过程与发生在包括伽玛射线爆发在内的最强大的天体物理学源中以及基础研究和实际聚变能产生中感兴趣的实验室实验中的过程相同。
通过13个天线的协同工作，EOVSA可以在一秒钟内以数百个频率在1-18 GHz范围内拍照，包括光学，紫外线，X射线和无线电波长。这种增强的观察耀斑力学的能力为研究太阳系中最强大的爆发开辟了新途径，这些爆发是由太阳表面的磁力线重新连接并由日冕中储存的能量驱动的。
杰出的Dale Gary指出：“微波辐射是唯一对冠状磁场环境敏感的机制，因此独特的，高节奏的EOVSA微波光谱观察是实现这种磁场快速变化的关键。” NJIT的物理学教授，EOVSA的主任和该论文的合著者。 “测量是可能的，因为在日冕磁场中传播的高能电子主要在微波范围内发射其磁敏辐射。”
在EOVSA观测之前，没有办法看到广阔的空间区域，在该区域上高能粒子被加速，然后可通过火炬爆发驱动的强大冲击波进一步加速，如果直射到地球，该冲击波可以摧毁航天器并危及宇航员。
加里说：“耀斑加速粒子与受到冲击加速的粒子之间的联系是我们了解哪些事件是良性事件和哪些构成严重威胁的重要部分。”
扩展阵列开始运行仅两年后，它就自动生成太阳的微波图像，并将其日常提供给科学界。随着太阳活动在为期11年的太阳周期中增加，它们将用于提供首个日冕磁图，即距太阳表面1500英里的磁场强度图。