太阳耀斑(flare)和暗条(filament)爆发是太阳大气中能量和物质爆发过程,并影响了日地空间环境。两者经常伴随发生。对它们的研究是太阳物理和空间物理热门课题之一。其中耀斑和暗条爆发的触发机制是目前尚未完全解决的问题。另一方面,以往的研究指出H alpha谱线在耀斑区有不对称性,包括红翼增强和蓝翼增强,但这些不对称性在耀斑区的分布尚有争论。
本文观测了一组太阳爆发事件,包括了一个GOES C4.3太阳耀斑、伴随的暗条爆发和后续的日冕物质抛射(CME)。利用的观测数据包括美国国家太阳天文台(Sac Peak)DST/IBIS获得的H alpha光谱数据、SDO/AIA的多波段成像观测、SDO/HMI的磁场观测、STEREO的日冕仪观测以及GOES和Fermi的X射线流量计数数据。
我们发现一个小尺度(~3000公里)的日浪(surge)是整个爆发事件系列的第一张多米诺骨牌。它导致了暗条的不稳定然后引起耀斑的爆发并触发了CME。该耀斑具有三个能量释放阶段,对应X射线辐射计数曲线上的三个峰值。分析发现这三个峰值对应着不同的三个耀斑带的点亮过程。与耀斑相关的磁通量以很高的速率(1.36×1016Mx/s)被消耗掉,暗示磁能的释放过程是爆发式的。H alpha光谱分析发现蓝翼增强只和暗条物质有关。耀斑带中的H alpha谱线都是红翼增强,而且只在爆发阶段(impulsive phase)被观测到。我们发现该耀斑导致了CME的两次爆发,分别对应了耀斑的后两个能量释放过程。
该研究结果已发表在国际知名的天文与天体物理杂志(Astronomy & Astrophysics)上(Z. Huang, M. S. Madjarska,
K. Koleva, J. G. Doyle, P. Duchlev, M. Dechev, and K. Reardon, “Hαspectroscopy
and multiwavelength imaging of a solar flare caused by filament eruption”,
A&A, Vol. 566, p. A148, 2014), DOI检索号:10.1051/0004-6361/201323097
(全文可以通过http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201323097获得)。感谢科技部973项目(2012CB825601)、国家自然科学基金项目(41274178,
40904047, 41174154,41274176)和英国STFC项目ST/J001082/1对本研究的支持。

图一:耀斑的X射线辐射光变曲线,耀斑爆发的三个阶段以箭头标出。

图二:耀斑的多波段观测

图三:触发整个爆发事件的日浪的H alpha观测的时空切片图。上图对应观测波长是H alpha – 0.8Å,下图是H alpha + 0.8Å。

图四:与耀斑相关的两个CME事件。在16:45:00
UT图中可见两次爆发的等离子体云。