科学家发现，从太阳喷射出的粒子呈现出独特模式

从地球上看，太阳似乎出奇地平静，但这仅仅是因为我们有幸身处1.5亿公里之外。近距离观察时，它是一个由核能驱动的恐怖狂欢，以极快的速度向星际空间发射无数微小粒子。

“太阳是太阳系中能量最强的粒子加速器，” 一组研究人员在一项关于太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）中喷发的高能粒子的研究报告中写道。

据该研究的主要作者亚历山大·瓦尔穆特称，每次这类事件所释放的粒子流都具有非常独特的特征，暗示着不同的发源地和背景故事。

“我们看到‘脉冲式’粒子事件和‘渐进式’粒子事件之间有明显的区别，” 瓦尔穆特说，他是德国莱布尼茨天体物理研究所（AIP）的太阳物理学家。“脉冲式事件中，高能电子通过太阳耀斑以爆发的形式从太阳表面加速离开；而渐进式事件则与更广泛的日冕物质抛射有关。”

瓦尔穆特补充说，后者，即更渐进的事件 “在更长的时间内和更广泛的角度范围内释放更广泛的粒子潮”。

利用欧洲航天局主导的太阳轨道飞行器的数据，瓦尔穆特和他的团队对这些粒子进行了实地测量，重点关注一种称为太阳高能电子（SEEs）的粒子。太阳轨道飞行器最接近太阳时距离仅4200万公里。

太阳高能电子的二分法早已确立，但太阳轨道飞行器以前所未有的近距离提供了大量数据，揭示了每种太阳高能电子具体来源的新细节。

“我们通过使用多种仪器在距太阳不同距离处观测数百个事件，才得以识别和理解这两组粒子，而这只有太阳轨道飞行器才能做到，” 瓦尔穆特说。

“通过如此接近我们的恒星，我们能够测量处于原始状态的粒子，从而准确确定它们在太阳上开始的时间和地点，” 他补充道。

这项研究基于2020年至2022年间对300多个太阳高能电子事件的观测，是迄今为止最详尽的此类分析。

“这是我们首次清楚地看到太空中的粒子与它们在太阳上发生的源事件之间的这种联系，” 同样来自AIP的合著者弗雷德里克·舒勒说。

“我们对高能电子进行了原位测量 —— 也就是说，太阳轨道飞行器实际上穿过了电子流，同时使用航天器的更多仪器来观测太阳上正在发生的事情。”

探测器的偏心轨道提供了距太阳不同距离处事件的数据，为这些电子在传播过程中的行为提供了新的见解。这其中包括对太阳耀斑和射电爆发的视觉信号与随后太阳高能电子释放到太空之间令人困惑的延迟的一个潜在解释。

“事实证明，这与电子在太空中的传播方式有关，这不是释放延迟，而是探测延迟，” 合著者、太阳物理学家劳拉·罗德里格斯 – 加西亚说。

“电子会遇到湍流，向不同方向散射等等，所以我们不会立即发现它们，” 她补充道。“随着你离太阳越来越远，这些影响会累积起来。”

作者们指出，探测器就是为了产生这样的见解，并且在未来几年它应该会继续揭示太阳的秘密。

“多亏了太阳轨道飞行器，我们比以往任何时候都更了解我们的恒星，” 欧洲航天局太阳轨道飞行器项目科学家丹尼尔·米勒说。

这种熟悉出于多种原因是很有价值的，包括它有可能帮助我们保护航天器及其乘员。

“来自太阳轨道飞行器的这类知识将有助于未来保护其他航天器，让我们更好地理解来自太阳的威胁我们宇航员和卫星的高能粒子，” 他说。