一般认为,太阳日冕物质抛射(CME)是日冕磁绳爆发引起的。近期,张捷等人研究发现极紫外(EUV)高温波段(131,94Å)所观测到的热通道结构即为磁绳。但在耀斑爆发的初始阶段,磁绳的形成、加热,非热电子加速位置等问题仍然没有定论。因此,对耀斑脉冲初相的研究对我们理解太阳爆发活动背后的物理具有重要意义。
微波辐射是耀斑加速产生的高能电子在磁场中做回旋运动所产生的回旋同步辐射,是耀斑期间低日冕磁场、高能粒子的示踪器。在对2012年7月19日的M7.7级耀斑研究中,我们使用微波数据实现了对耀斑脉冲初相磁绳结构的首次观测。在EUV波段所观测的磁绳区域,我们发现了由局部增强的微波岛与稍弱的辐射连接成环状微波辐射结构,亮温度范围为10000-20000 K(图1),研究表明该微波环状结构随EUV磁绳同步上升(图2b)。在进一步的分析中我们发现无论是微波环,还是微波岛的亮温度小波分析结果均呈现约2分钟的周期(图3),这与先前工作中(Liu et al. 2013)在EUV波段所发现的2分钟周期性耀斑后环收缩、cusp上方物质出流(图2a)吻合。以上观测证明我们所观测到的微波结构即是微波对磁绳的直接观测,微波与EUV的准周期性观测都源于耀斑爆发初期2分钟尺度的间歇性重联。
该工作证明了微波成像观测在研究耀斑初始爆发的重联过程、磁绳的磁场结构等方面具有极大的应用潜力。
该研究成果已经被The
Astrophysical Journal Letters接收,将于近期发表(Microwave imaging of a hot flux
rope structure during the pre-impulsive stage of an eruptive M7.7 solar flare,
Zhao Wu, Yao Chen, Guangli Huang, et al.,全文链接:http://arxiv.org/abs/1603.02777)
图1、耀斑事件的AIA和NoRH成像观测。a和d中黄色曲线为EUV观测到的磁绳。
图2、沿S1和S2(图1a)的时间-高度切片。a为131Å成像观测中沿S1的准周期性耀斑后环收缩(黑点线)和上升物质流(红点线);b为沿S2的磁绳运动轨迹;c为NoRH观测中沿S2的微波辐射运动轨迹。
图3、小波分析结果。a为磁绳区(图1c,R区)和磁岛区(C1)微波辐射亮温度的时变曲线;b、c分别为两个区域亮温度小波分析结果;d为太阳背景辐射(C2)的分析结果。