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태양의 입자 가속

외부 태양 대기에는 수십 년 동안 지속 된 코로나의 두 가지 주요 수수께끼가 있습니다. 태양 플레어는 태양 표면 위의 폭발로, 때로는 모든 인류의 총 에너지 소비량이 100 배를 초과하여 존재합니다.

가장 놀랍고 이해하지 못하는 것은 총 에너지의 상당 부분이 먼저 가속화 된 전자와 양성자 형태로 나타나서 효율성에있어서 지상의 가속기를 훨씬 초과하는 이유입니다. 둘째, 표면의 코로나는 조용한 시간에도 수백만 도로 가열됩니다. 두 수수께끼는 일반적으로 자기장에 의해 발생하는 것으로 합의되므로 두 수수께끼는 밀접하게 관련 될 수 있습니다. 가열은 아마도 나노 플레어의 형태로 발생할 수 있으며, 작은 플레어 폭발이 잘 관찰되지 않았다.

거의 빛의 속도로 가속 된 플레어 전자는 무선 파에서의 싱크로트론 방출에 의해 쉽게 관찰 될 수 있습니다. 그들은 태양 대기에서 혈장을 가열하여 에너지를 잃습니다. 결과적으로, 수백만 도의 온도를 갖는 혈장이 소프트 엑스레이에서 관찰 될 수 있습니다. 따라서, 무선 및 X- 선 방출은 원인과 결과와 관련이있는 것으로 보인다. 이것은 대부분의 플레어에서 무선 방출이 X- 선 방출 전에 몇 초 전에 정점에 이르렀다는 사실에 의해 확인됩니다. 효율성과 방출 조건이 모든 플레어에서 동일하다면, 두 배출이 피크 광도에서 완벽하게 상관 될 것으로 예상됩니다.

관찰 된 상관 관계는 그림 2에 나와 있습니다 :강렬한 무선 방출을 가진 플레어는 X- 레이에서 큰 광도를 갖습니다. 점선은 일반적인 관계를 나타냅니다. 그것은 5 배 범위에서 미세 플레어에서 거대한 별 플레어로 선형입니다.

그러나 두 가지 유형의 태양 플레어는 일반적인 관계에서 벗어납니다. 나노 플레어는 태양의 조용한 지역에서 작은 폭발입니다. 이들의 무선 방출은 일반 플레어보다 X- 선 방출과 관련하여 더 작기 때문에, 비율은도 2에서 점선의 왼쪽에있다. 따라서 전자를 가속화하는 데 무선 방출을 방출하는 고 에너지를 덜 효율적으로 보인다. 이것은 자기장이 활성 영역보다 작은 조용한 태양의 속성이라고 믿어졌습니다.

이제 우리는 주요 플레어 전에 3 개의 작은 플레어를 관찰했습니다. 그것들은 프리 플레어로 알려져 있으며 본상 플레어보다 백 배 작습니다. 그것들은 몇 분 후에 본상 플레어와 같은 장소의 활성 지역에서 발생했습니다. 그들은 X-ray/Radio 비율을 따라 나노 플레어의 무선 추세 또는 활성 지역의 규칙적인 플레어의 비율을 따르는가?

도 3에는 프리 플레어 X- 선 방출의 3 개의 피크가 도시되어있다. 관찰 된 무선 광도도 표시됩니다. 후자는 피크를 나타내지 않습니다. 따라서 프리 플레어는 무선 망원경의 한계에서 검출되지 않았습니다. 그것들은 무선이기 때문에 나노 플레어를 따릅니다.

3 개의 프리 플레어의 X- 레이 대 무선 방출의 비율은 또한도 2에 도시되어있다. 무선 방출이 감지되지 않았기 때문에 결과는 상한이며 화살표로 표시됩니다. 도 2에서, 플레어의 주요 단계의 2 개의 초기 피크와 메인 피크도 표시된다. 그들은 플레어에 대해 전형적인 비율을 보여줍니다.

결론적으로, 나노 플레어 및 프리 플레어와 같은 가장 작은 플레어 폭발은 라디오 방출 고 에너지 전자를 가속화하는 데 덜 효율적입니다. 차이를 만드는 것은 알려지지 않은 가속 프로세스입니다. 더 많은 에너지가 방출 될수록 더 높은 에너지 전자가 달성 할 수 있습니다. 이 속성은 일부 가속 모델을 제외하고 다른 가속 모델을 선호합니다. 예를 들어, 눈사태 모델은 플레어가 같은 종류의 더 많은 폭발을 유발하는 수많은 원소 폭발로 구성되어 있다고 제안합니다. 관찰 된 속성을 설명 할 수 없습니다. 반면, 난기류 모델에서 고 에너지 전자의 풍부함은 전력에 따라 증가하여 관찰 된 거동을 예측합니다.

앞으로 몇 년 동안 태양에 대한 두 개의 우주 임무를 통해 플레어, 관상 가열 및 기타 현상을 더 탐색 할 것입니다. 2018 년에 All-American Small Parker Solar 프로브가 출시 될 예정입니다. 1 년 후 유럽 우주국이 이끄는 더 큰 국제 사명이 이어질 것입니다. 두 임무 모두 근처 매체를 면밀히 조사하고 보완 관찰 계획을 수행하기위한 수많은 도구가 장착되어 있습니다.

이러한 결과는 무선 Quiet Solar Preflare의 관찰이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. , Solar Physics 저널에 출판. 이 작품은 스위스 FHNW와 ETH 취리히의 Arnold O. Benz가 이끄는 Marina Battaglia (Switzerland) 및 Manuel Guedel (Vienna 대학교)과 협력하여 주도했습니다.


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