元旦大礼花,“夸父一号”前排观看丨科技最前线

来源: 中国科学院紫金山天文台

发布日期: 2024-01-04 07:30:31

2024年1月1日,太阳爆发了一个X5.0级耀斑,这是第25太阳活动周最大耀斑的记录。中国科学院紫金山天文台的“夸父一号”卫星成功记录了这次爆发,展示了耀斑和日珥的演化、硬X射线的光变曲线和动态能谱图,以及日冕物质抛射的成像。这次事件标志着太阳活动第25周即将进入高峰期,科研人员将继续利用“夸父一号”卫星研究太阳的奥秘。

新年伊始,当大家沉浸在万象更新的喜悦中时,太阳为我们送来了跨年“礼花”的祝福——北京时间2024年1月1日,太阳爆发了一个X5.0级耀斑。该耀斑开始于05:36(2023年12月31日21:36 UTC),同时伴随有日冕物质抛射,它也再次刷新了第25太阳活动周最大耀斑的记录。“夸父一号”卫星(ASO-S)的三个载荷成功地记录了这次爆发。

▲图1 “夸父一号”卫星(ASO-S)/莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)/太阳日面成像仪(SDI)耀斑观测,动态展示了X5.0级耀斑期间121.6nm全日面成像中的耀斑和日珥演化。

图2展示了“夸父一号”上硬X射线成像仪(HXI)载荷和环境应用静地卫星(GOES)软X射线的光变曲线。图3展示了硬X射线动态能谱图,可以看到,HXI在100 keV以上的高能段有显著的增强,表明这次耀斑不但在软X射线辐射上非常强劲,相比背景增强了百倍以上,达到了X5级,同时也存在较强的、持续时间较长的非热硬X射线辐射。

▲图2 本次X5.0级耀斑的“夸父一号”卫星(ASO-S)/硬X射线成像仪(HXI)和环境应用静地卫星(GOES)软X射线光变。

▲图3 本次X5.0级耀斑的“夸父一号”卫星(ASO-S)/硬X射线成像仪(HXI)动态能谱图。

“夸父一号”卫星上莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)载荷的太阳日面成像仪(SDI)仪器在121.6nm中性氢莱曼阿尔法波段上跟踪了此次爆发现象。X5.0耀斑发生在太阳东边缘(图4),背景为SDI成像,橙色等值线图为HXI 50-70 keV成像。HXI成像则揭示了耀斑硬X射线的来源和分布(快速成像,未使用全部子准直器),反映了太阳物理学家所追踪的加速高能电子的信息。

▲图4 “夸父一号”卫星(ASO-S)/太阳日面成像仪(SDI)121.6nm成像上叠加的“夸父一号”卫星(ASO-S)/硬X射线成像仪(HXI) 50-70 keV耀斑成像(橙色)。

太阳耀斑爆发期间,“夸父一号”上的LST白光太阳望远镜(WST)进行了白光360nm耀斑成像,可以看到多个位置明显的白光增亮现象。

▲图5 “夸父一号”卫星(ASO-S)/莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)/白光太阳望远镜(WST)耀斑观测动态图。

除了多个仪器记载的耀斑观测,“夸父一号”上LST载荷的日冕仪太阳日冕成像仪(SCI)也捕捉到了日冕物质抛射成像,图6中左图为700nm附近的白光观测(减天背景图像),右图为121.6nm附近的莱曼阿尔法波段观测(减前一时刻图像)。

▲图6 “夸父一号”卫星(ASO-S)/莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)/太阳日冕成像仪(SCI)的白光和121.6nm日冕物质抛射成像。

“夸父一号”上磁像仪FMG也获得了该耀斑活动区纵向磁图(图7),其中白色代表纵向磁场的正极,黑色代表负极。

▲图7 “夸父一号”卫星(ASO-S)/全日面矢量磁像仪(FMG)纵向磁图。

对于此次X5.0级耀斑爆发造成的影响,中国科学院紫金山天文台太阳物理团队正在持续重点关注。未来,研究团队希望综合利用“夸父一号”卫星的观测数据,同时结合国内外相关观测设备提供的多波段数据,得到更多有意义的重要科学成果。太阳活动第25周即将进入高峰期,未来科研人员还将借助“夸父一号”这颗太空之眼,继续记录和研究更多的太阳奥秘。

▲图8 太阳活动周期及其最新预测结果。来源:Dr. David Hathaway,Dr. Lisa Upton。

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