当地球的磁屏蔽失效时:4.1万年前的宇宙射线入侵

当地球的磁屏蔽失效时:4.1万年前的宇宙射线入侵 但是,还有一种情况叫做磁场偏移,在这种情况下,磁场强度会短暂减弱,我们熟悉的偶极(或两个磁极)会消失,取而代之的是多个磁极。大约 4.1 万年前发生的拉斯汉普斯磁场偏移是研究得最好的一次。它的特点是磁场强度较低,这意味着地球表面对有害太空射线的保护较弱。低磁场强度时期可能与生物圈的重大动荡有关。要想知道宇宙射线何时对地球表面进行了猛烈轰击,科学家可以测量冰芯和海洋沉积物中的宇宙放射性核素。这些特殊的同位素是宇宙射线与地球大气相互作用产生的;它们诞生于宇宙射线,因此它们是宇宙源性的。古地磁场强度较低屏蔽较弱的时期应该与大气中宇宙成因放射性核素产生率较高相关联。德国波茨坦 GFZ 的研究员 Sanja Panovska 将在下周举行的欧洲地球科学联盟(EGU)2024 年大会上,介绍她在拉斯汉普斯考察期间发现的古地磁场强度与宇宙成因核素之间的关系,重点是空间气候。铍-10等宇宙放射性核素的变化为地球古地磁强度的变化提供了一个独立的代用指标。事实上,Panovska发现,拉斯汉普斯偏移期间铍-10的平均生产率是现在生产率的两倍,这意味着磁场强度非常低,大量宇宙射线进入地球大气层。为了从宇宙放射性核素和古地磁数据中获取更多信息,帕诺夫斯卡利用这两个数据集重建了地磁场。她的重建结果表明,在拉斯汉普斯偏移期间,当磁场急剧下降时,磁层缩小了,"从而降低了对我们星球的屏蔽",了解这些极端事件对于未来发生这些事件、空间气候预测以及评估其对环境和地球系统的影响非常重要。要了解有关这项工作的更多信息,Panovska 将在 EGU 2024 会议的 EMRP3.3 会议上作口头报告,时间为欧洲中部时间 4 月 19 日星期五 14:05-14:15,地点为 -2.20 室。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

相关推荐

封面图片

地质学家从格陵兰岛上发现了37亿年前的磁场记录

地质学家从格陵兰岛上发现了37亿年前的磁场记录 伊苏阿超级地壳带东北部有 37 亿年历史的带状铁质地层。资料来源:克莱尔-尼科尔斯一项新的研究还原了 37 亿年前的地球磁场记录,发现它与今天地球周围的磁场极为相似。这项研究结果发表在今天(4 月 24 日)出版的《地球物理研究杂志》(Journal of Geophysical Research)上。如果没有磁场,地球上的生命就不可能存在,因为磁场可以保护我们免受有害宇宙辐射和太阳发射的带电粒子("太阳风")的伤害。但是,迄今为止,现代磁场是何时开始形成的还没有一个可靠的日期。研究人员沿着横断面提取样本,以比较 35 亿年前的火成岩侵入体与周围岩石之间的差异。资料来源:克莱尔-尼科尔斯在这项新研究中,研究人员考察了格陵兰岛伊苏阿含铁岩石的古老序列。当结晶过程将铁微粒锁定在适当位置时,铁微粒可以有效地充当微小磁体,记录磁场强度和方向。研究人员发现,37 亿年前的岩石捕捉到的磁场强度至少为 15 微特斯拉,与现代磁场(30 微特斯拉)相当。这些结果提供了从整个岩石样本中得出的地球磁场强度的最古老估计值,与以前使用单个晶体的研究相比,这些结果提供了更准确、更可靠的评估。研究报告的合著者雅典娜-艾斯特(Athena Eyster)站在大片裸露的带状铁质地层前,这种富含铁质的沉积物正是提取古代磁场信号的来源。图片来源:克莱尔-尼科尔斯首席研究员克莱尔-尼科尔斯(Claire Nichols)教授(牛津大学地球科学系)说:"从如此古老的岩石中提取可靠的记录极具挑战性,当我们在实验室分析这些样本时,看到原生磁场信号开始出现,这真是令人兴奋。在我们试图确定地球生命最初出现时古磁场的作用时,这是向前迈出的非常重要的一步。"虽然磁场强度似乎一直保持相对稳定,但已知太阳风在过去要强得多。这表明,随着时间的推移,地球表面免受太阳风侵袭的能力增强了,这可能使生命得以移居大陆,离开海洋的保护。地球磁场是由流体外核中的熔融铁混合产生的,内核凝固时受到浮力的驱动,产生了发电机。在地球形成的早期,固体内核尚未形成,因此关于早期磁场是如何维持的问题仍未解决。这些新结果表明,驱动地球早期发电机的机制与今天产生地球磁场的凝固过程具有类似的效率。了解地球磁场强度随时间的变化也是确定地球内部固体内核何时开始形成的关键。这将有助于我们了解热量从地球内部深处逸出的速度,而这对于了解板块构造等过程至关重要。在如此久远的年代重建地球磁场的一个重大挑战是,任何加热岩石的事件都会改变保存下来的信号。地壳中的岩石往往具有漫长而复杂的地质历史,从而抹去了以前的磁场信息。然而,伊苏阿超级地壳带地质独特,位于厚厚的大陆地壳之上,使其免受广泛的构造活动和变形的影响。这使得研究人员能够建立一个清晰的证据体系,支持 37 亿年前磁场的存在。这些结果还可能让我们对磁场在形成我们所知的地球大气层发展过程中的作用,尤其是大气层中气体的逸散,有了新的认识。目前无法解释的一个现象是,25 多亿年前,大气层中失去了不活跃的气体氙。氙气相对较重,因此不可能从大气中简单地飘散出去。最近,科学家们开始研究带电氙粒子被磁场从大气中清除的可能性。未来,研究人员希望通过研究加拿大、澳大利亚和南非的其他古代岩石序列,扩大我们对大约 25 亿年前地球大气中氧气增加之前的地球磁场的了解。更好地了解古代地球磁场的强度和可变性,将有助于我们确定行星磁场是否是行星表面承载生命的关键,以及它们在大气演化中的作用。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

如果5亿年以前地球磁场没有崩溃 生命还能够存在吗?

如果5亿年以前地球磁场没有崩溃 生命还能够存在吗? 艺术家眼中的埃迪卡拉纪地球磁场最弱的时期虽然磁场大部分时间是稳定的,但也会随着时间的推移而波动。在一项新的研究中,罗切斯特大学的科学家们发现了地球历史上磁场的最薄弱点但令人惊讶的是,它似乎发生在复杂生命爆发之前,而不是像你想象的那样与大灭绝同时发生。古代矿物中的磁性颗粒可以记录当时的磁场强度。罗切斯特的研究人员测量了长石和辉石晶体中的磁化,将 20 多亿年前的样本与 5.91 亿年前的样本进行了比较。他们发现,较早的样本记录到的磁场强度与今天相似,但较年轻的样本表明,当时的磁场强度仅为现在的 3%也就是我们所知的磁场最弱的时候。这种较弱的磁场似乎持续了至少 2600 万年,然后才开始恢复强度。根据研究小组之前的工作,这正是地球内核凝固并稳定磁场的时间。磁场变弱意味着更多的宇宙辐射深入地球大气层,如果这种情况发生在今天,很可能会引发大灭绝事件。但有趣的是,这一历史低谷可能有助于所有动物祖先的进化。一种生活在埃迪卡拉纪的奇异生物迪金森尼亚的化石 肖树海,弗吉尼亚理工大学从 6.35 亿年前到 5.39 亿年前的埃迪卡拉纪是地球生命进化的关键阶段。在这一时期,复杂的多细胞生命形式首次出现,但它们几乎不像我们现在所知的生命它们看起来像圆盘、管子、扇子、甜甜圈,或者只是软软的"泥袋"。事实上,科学家们甚至搞不清楚这些生物到底是藻类、真菌,还是早期的植物或动物。到了下一个时期,即寒武纪,大多数怪胎似乎都灭绝了。但大约在同一时期,生命形式的多样性出现了大规模爆发,进化树上的几乎所有现代分支都在相对较短的时间内出现。这一事件的主要诱因之一被认为是大气中氧气含量的增加根据这项新研究,我们可能要感谢磁场的减弱。如前所述,这种浸透会让更多的辐射进入地球大气层,从而让更多的带电粒子剥离氢等原子。如果有足够多的氢原子流失到太空中,那么大气层中的氧原子就会堆积起来,而不是与氢发生反应形成水蒸气。随着时间的推移,空气中的氧气含量就会增加,从而为新生命的诞生提供动力。如果这种看法是真的,那就说明高级生命的进化是非常幸运的。如果磁场没有反弹,地球可能会走上火星的老路。这项研究的作者约翰-塔尔杜诺说:"如果在埃迪卡拉纪之后仍然存在异常微弱的磁场,地球可能会与今天这个富含水的星球大相径庭:水的流失可能会使地球逐渐干涸。"该研究成果发表在《自然-通讯-地球与环境》杂志上。 ... PC版: 手机版:

封面图片

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线 2023 年对风车星系中的超新星 SN 2023ixf 的观测为研究宇宙射线的产生提供了一个独特的机会,但是 NASA 的费米望远镜并没有探测到预期的伽马射线,这表明能量转换率比预期的要低得多。资料来源:美国国家航空航天局2023年5月18日,一颗超新星在附近的风车星系(Messier 101)爆发,它位于大约2200万光年外的大熊座。这颗超新星被命名为SN 2023ixf,是自2008年费米探测器发射以来发现的附近最亮的超新星。意大利里雅斯特大学研究员吉列姆-马蒂-德韦萨说:"天体物理学家以前估计,超新星将其总能量的大约 10%转化为宇宙射线加速度。但我们从未直接观测到这一过程。通过对SN 2023ixf的新观测,我们的计算结果是爆炸后几天内的能量转换率低至1%。这并不排除超新星是宇宙射线工厂的可能性,但这确实意味着我们还有更多关于超新星产生的知识要学习。"这篇论文由马丁-德维萨在奥地利因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)期间发表,将刊登在未来出版的《天文学与天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)杂志上。即使没有探测到伽马射线,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也能帮助天文学家了解更多有关宇宙的信息。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙射线及其起源每天,数以万亿计的宇宙射线与地球大气层发生碰撞。其中大约 90% 是氢原子核(或质子),其余的是电子或较重元素的原子核。自 20 世纪初以来,科学家们一直在研究宇宙射线的起源,但这些粒子无法追溯到它们的源头。由于宇宙射线带电,它们在飞往地球的途中会因遇到磁场而改变方向。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白-海斯说:"然而,伽马射线会直接射向我们。宇宙射线在与周围环境中的物质相互作用时会产生伽马射线。费米望远镜是轨道上最灵敏的伽马射线望远镜,因此当它没有探测到预期的信号时,科学家必须对这种缺失做出解释。解开这个谜团,就能更准确地了解宇宙射线的起源。"弗雷德-劳伦斯-惠普尔天文台(Fred Lawrence Whipple Observatory)的48英寸望远镜在2023年6月捕捉到了这张风车星系(Messier 101)的可见光图像。超新星2023ixf的位置被圈了起来。天文台位于亚利桑那州的霍普金斯山上,由哈佛天体物理学中心和史密森尼天文台共同运营。资料来源:平松等人,2023/Sebastian Gomez (STScI)作为宇宙射线加速器的超新星长期以来,天体物理学家一直怀疑超新星是宇宙射线的主要贡献者。当一颗质量至少是太阳 8 倍的恒星耗尽燃料时,就会发生这种爆炸。内核坍缩,然后反弹,推动冲击波向外穿过恒星。冲击波加速粒子,产生宇宙射线。当宇宙射线与恒星周围的其他物质和光线碰撞时,就会产生伽马射线。超新星会极大地影响星系的星际环境。它们的爆炸波和不断膨胀的碎片云可能会持续存在 5 万年以上。2013年,费米测量显示,银河系中的超新星残骸正在加速宇宙射线,当它们撞击星际物质时,会产生伽马射线光。但天文学家说,这些残余物并没有产生足够的高能粒子,无法与科学家在地球上的测量结果相匹配。一种理论认为,超新星可能会在最初爆炸后的几天或几周内加速银河系中能量最高的宇宙射线。但是超新星非常罕见,在银河系这样的星系中,一个世纪才会发生几次。在大约3200万光年的距离内,超新星平均每年只发生一次。从可见光望远镜第一次看到 SN 2023ixf 开始,经过一个月的观测,费米没有探测到伽马射线。挑战与未来研究合著者、法国国家科学研究中心下属蒙彼利埃宇宙与粒子实验室的天体物理学家马蒂厄-雷诺(Matthieu Renaud)说:"不幸的是,看不到伽马射线并不意味着没有宇宙射线。我们必须对所有有关加速机制和环境条件的基本假设进行研究,才能将伽马射线的缺失转化为宇宙射线产生的上限。"研究人员提出了几种可能影响费米观测到该事件产生的伽马射线的情况,比如爆炸碎片的分布方式和恒星周围物质的密度。费米的观测首次为研究超新星爆炸后的状况提供了机会。以其他波长对SN 2023ixf进行的更多观测、基于这一事件的新模拟和模型,以及未来对其他年轻超新星的研究,都将帮助天文学家找到宇宙宇宙射线的神秘来源。费米是戈达德管理的一个天体物理学和粒子物理学合作项目。费米项目是与美国能源部合作开发的,法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

太阳磁极将在两年内反转

太阳磁极将在两年内反转 实际上,除了11年一次的太阳活动周期,太阳还有22年一次的海尔周期(Hale Cycle),指的就是太阳磁极反转并复原的周期。太阳有两类磁场,一类叫普遍磁场,另一类是活动区磁场。这里说的太阳磁场,指的是太阳的普遍磁场。在太阳活动极小期,太阳磁场与地球磁场的形态相似,都有南北两个对称的磁极。但随着太阳的逐渐活跃,太阳的磁场会变得越来越混沌复杂,南北磁极对称分布的特点会越来越模糊。据预测,这一次太阳磁极的反转可能会在2024年末至2026年之间发生。磁极反转后,太阳的南磁极将出现在太阳的北极附近,北磁极将出现在南极附近。这样的指向与今天的地球磁场指向是一样的。今天地球南北磁极也分别位于地球的地理北极和地理南极附近。太阳磁极的反转,看起来与太阳黑子的活动有关。黑子不但能够诱发多种太阳活动,如耀斑和日冕物质抛射;还会产生极为复杂的活动区磁场,并最终触发太阳普遍磁场的反转。极大期时的太阳和极小期时的太阳。极大期时太阳表面黑子数量很多,而极小期时黑子很少甚至没有。Future当黑子大部分集中在太阳赤道附近时,太阳普遍磁场的形态通常是偶极对称的;但随着黑子聚集区越来越靠近两极,太阳磁场的形态就会越来越趋向于复杂混沌。当这种混沌达到一定程度后,随之而来的就是磁极的反转。太阳磁极的反转并不是在瞬间完成的,而是一个渐变的过程。它会先从偶极磁场转化为一个复杂的非偶极磁场,然后再还原为一个极性相反的偶极磁场。这和地球磁场的反转方式不同。地球磁场反转需要几百上千年,而太阳磁极的反转在几年内就可以完成。导致太阳磁极反转的深层原因依然是谜。与太阳磁场反转的许多问题至今仍得不到解释。与太阳磁极反转密切关联的,是太阳活动强度的变化。随着太阳磁场的形态越来越复杂,太阳活动的极大期也伴随而至。但除此之外,太阳磁极的反转通常并不会带来灾难。在某些方面,太阳磁极的反转甚至还有好处。比如太阳磁极反转会导致太阳日光层电流片(heliospheric current sheet )起伏波动。而这能够使其更有效地抵御宇宙射线对地球的侵袭。宇宙射线是来自深空的高能粒子。这些以近光速飞行的粒子,会给航天器和宇航员带来伤害。太阳日光层电流片示意图。太阳磁极反转时,电流片会起伏波动。NASA科学家还发现,太阳磁极反转过程的长短,对太阳周期的活跃程度可能有一定影响。假如它在几年内就能够完成反转,恢复到偶极状态,那么下一个太阳周期可能会比较活跃;而假如持续时间较长,那么下一个太阳周期可能会比较平静。参考The sun's magnetic field is about to flip. Here's what to expect.https:// ... PC版: 手机版:

封面图片

当地球变成冰川:科学家揭开7亿年前的气候之谜

当地球变成冰川:科学家揭开7亿年前的气候之谜 澳大利亚地质学家发现,加拿大的低火山二氧化碳排放量和岩石风化是 7 亿年前极端冰河时期背后的关键因素。他们的研究参考了南澳大利亚的板块构造模型和地质证据,揭示了地球的气候敏感性及其自然恒温机制,将地质气候变化的缓慢速度与人类活动驱动的快速变化进行了对比。资料来源:美国国家航空航天局该研究的主要作者、ARC未来研究员阿德里安娜-杜特凯维奇(Adriana Dutkiewicz)博士说:"想象一下,地球几乎完全被冰雪覆盖。这就是大约7亿年前发生的事情;地球从两极到赤道被冰雪覆盖,气温骤降。然而,究竟是什么造成了这种情况,这一直是个悬而未决的问题。"澳大利亚弗林德斯山脉(Flinders Ranges)北部靠近阿卡鲁拉荒野保护区(Arkaroola Wilderness Sanctuary)的斯图特地层(Sturt Formation)冰川沉积物,距今约 7.17-664 亿年。研究第一作者、悉尼大学地球科学学院的 Adriana Dutkiewicz 博士指着厚厚的冰川沉积层。图片来源:Dietmar Müller 教授/悉尼大学"我们现在认为我们已经破解了这个谜团:历史上较低的火山二氧化碳排放量,得益于现在加拿大境内一大堆火山岩的风化;这是一个吸收大气二氧化碳的过程"。这个项目的灵感来自于这一时期古冰川留下的冰川碎屑,在南澳大利亚的弗林德斯山脉可以看到这些壮观的冰川碎屑。最近,由合著者之一、阿德莱德大学的艾伦-柯林斯教授(Alan Collins)率领,对山脉进行了一次地质实地考察,这促使研究小组利用悉尼大学的 EarthByte 计算机模型,对这一冰期的成因和持续时间之长进行了研究。7.17 亿年前到 6.6 亿年前,地球被冰雪覆盖这是一个长达 5700 万年的冰河时代。由 Adriana Dutkiewicz 博士和 Dietmar Müller 教授领导的悉尼大学地球科学家已经找到了可能的原因:大气中的火山二氧化碳含量达到了历史最低水平。这段视频显示了 8.5 亿年前到 5.4 亿年前大陆(灰色)和板块边界(橙色)的运动(雪花出现在"雪球地球"时期)。 图源:Ben Mather 和 Dietmar Müller/悉尼大学延长的冰河时期也被称为斯图尔特冰川期,是以 19 世纪欧洲殖民时期澳大利亚中部探险家查尔斯-斯图尔特的名字命名的,从 7.17 亿年前延续到 6.6 亿年前,这一时期远在恐龙和陆地上复杂植物生命出现之前。杜特凯维奇博士说:"人们对这一极冰期的触发和结束提出了各种原因,但最神秘的是为什么它持续了5700万年这是我们人类难以想象的时间跨度"。研究小组回到板块构造模型,该模型显示了古代超大陆罗迪纳断裂后大陆和海洋盆地的演变过程。他们将其与一个计算机模型连接起来,该模型计算了大洋中脊沿线水下火山的二氧化碳脱气情况,大洋中脊是板块分叉和新洋壳诞生的地点。南澳大利亚弗林德斯山脉悉尼大学地球科学学院的 Adriana Dutkiewicz 博士。资料来源:悉尼大学他们很快意识到,斯图尔特冰期的开始正好与火山二氧化碳排放量的历史最低点相关。此外,在整个冰河时期,二氧化碳的外流量都保持在相对较低的水平。杜特凯维奇博士说:"此时,地球上还没有多细胞动物或陆地植物。大气中的温室气体浓度几乎完全由火山排出的二氧化碳和硅酸盐岩风化过程决定,而风化过程会消耗二氧化碳。"合著者之一、悉尼大学的迪特玛-穆勒(Dietmar Müller)教授说:"地质学在这一时期主宰着气候。我们认为斯图尔特冰期的到来是双重打击的结果:板块构造重组使火山脱气降到最低,同时加拿大的大陆火山区开始侵蚀,消耗大气中的二氧化碳。"弗林德斯山脉阿卡鲁拉荒野保护区方向的景色,约 7.17-664 亿年前斯图尔特冰川作用形成的斯图尔特地层冰川沉积物在照片左侧中间形成了一个突出的山脊。图片来源:Dietmar Müller 教授/悉尼大学"其结果是,大气中的二氧化碳下降到冰川期开始时的水平我们估计低于百万分之 200,不到今天水平的一半"。研究小组的工作提出了有关地球长远未来的有趣问题。最近的一个理论提出,在未来的2.5亿年里,地球将向Pangea Ultima演化,这是一个超级大陆,温度很高,哺乳动物可能会灭绝。然而,随着大陆碰撞的加剧和板块速度的减缓,地球目前也正处于火山二氧化碳排放量降低的轨迹上。因此,也许"潘吉亚终极"会再次变成雪球。Dutkiewicz 博士说:"无论未来会发生什么,重要的是要注意,这里研究的地质气候变化发生得极其缓慢。据美国国家航空航天局(NASA)称,人类引起的气候变化的速度比我们以前看到的要快 10 倍。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

下一个太阳极盛期能否解开太阳伽马射线图像之谜?

下一个太阳极盛期能否解开太阳伽马射线图像之谜? 太阳在 2013 年 10 月至 2015 年 1 月期间发射的伽马射线彩色密度图,每光子能量介于 5 和 150 千兆电子伏特之间,由 NASA 的费米-LAT 望远镜记录。它叠加在美国宇航局太阳动力学天文台于 2014 年 12 月获得的太阳紫外线假彩色图像上。资料来源:Arsioli and Orlando 2024 & NASA/SDO/Duberstein在上一次太阳极大期,太阳两极地区的高能辐射最为活跃,这一现象至今仍无法解释。葡萄牙里斯本大学(Ciências ULisboa)科学学院的一位研究人员率先进行的一项研究报告了这一发现。发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究制作了一部用伽马射线观测太阳十四年的压缩影片,这一可视化工具显示,与这些高能光子的预期均匀分布相反,太阳圆盘在极地地区会变得更亮。在太阳活动高峰期,太阳在伽马射线中的光辉在最高纬度地区占主导地位的趋势非常明显,2014年6月的情况就是如此。了解伽马射线发射这项研究由葡萄牙天体物理学和空间科学研究所(IA)的布鲁诺-阿西奥利(Bruno Arsioli)和里斯本大学科学学院(Ciências ULisboa)领导,它可能有助于人们了解使太阳发出比物理学家预期亮十倍的伽马射线的未知过程。它还可以为空间天气预报提供信息。太阳伽马射线产生于我们恒星的光环和太阳耀斑中,也从恒星表面释放出来。最新的伽马射线是这项研究的重点。布鲁诺-阿西奥利(Bruno Arsioli)说:"太阳受到来自银河系外各个方向的接近光速的粒子的袭击。这些所谓的宇宙射线是带电的,会被太阳的磁场偏转。那些与太阳大气相互作用的粒子会产生伽马射线雨。"美国宇航局费米伽马射线太空望远镜的艺术家概念图。费米望远镜每隔三小时就会在地球轨道上扫描整个天空。图片来源:NASA 戈达德太空飞行中心/Chris Smith (USRA)科学家们认为,这些伽马射线雨在太阳圆盘的任何地方出现的几率都是相同的。这项研究表明,宇宙射线可能会与太阳的磁场相互作用,从而产生伽马射线分布,而这种分布在恒星的各个纬度上并不均匀。布鲁诺-阿西奥利补充说:"我们还检测到了两极之间的能量差异。在南极,能量较高的光子(20 到 150 千兆电子伏特)发射过剩,而能量较低的光子大多来自北极。"科学家们还无法解释这种不对称现象。在太阳活动周期的最大值期间,伽马射线更频繁地辐射到高纬度地区。2014年6月,太阳磁场发生逆转时,伽马射线尤其集中在太阳两极。这是指太阳磁场偶极子交换其两个符号,众所周知,这种奇特的现象发生在太阳活动的高峰期,每十一年一次。太阳活动与磁场动力学"我们发现的结果挑战了我们目前对太阳及其环境的理解,"这项研究的共同作者、的里雅斯特大学、INFN 和斯坦福大学的埃莱娜-奥兰多(Elena Orlando)说。"我们证明了太阳伽马射线发射的不对称性与太阳磁场翻转之间存在很强的相关性,这揭示了太阳天文学、粒子物理学和等离子体物理学之间可能存在的联系"。所使用的数据来自伽马射线卫星费米大面积望远镜(Fermi-LAT)在 2008 年 8 月至 2022 年 1 月期间长达 14 年的观测。这一时期涵盖了一个完整的太阳周期,从最低点到下一个太阳周期,2014 年达到顶峰。挑战之一是将太阳辐射与背景天空中其他众多伽马射线源区分开来,这些伽马射线源与太阳的明显轨迹交叉。布鲁诺-阿西奥利(Bruno Arsioli)和他的同事埃莱娜-奥兰多(Elena Orlando)制作了一个工具,将所有太阳伽马射线事件整合在一个400至700天的窗口内,这个窗口可以在14年期间滑动。通过这种可视化,极地过量的时刻以及南北能量差异变得清晰可见。"研究太阳的伽马射线辐射是研究和了解恒星大气层物理过程的一个新窗口,"阿西奥利说。"在两极产生这些过量伽马射线的过程是什么?也许除了宇宙射线与太阳表面的相互作用之外,还有其他产生伽马射线的机制"。然而,如果我们坚持研究宇宙射线,它们可能会成为太阳内部大气层的探测器。对这些费米-LAT观测数据的分析还激发了一种新的理论方法,这种方法应该考虑对太阳磁场进行更详细的描述。太阳伽马射线的产生与太阳耀斑和日冕物质抛射更为频繁的壮观时期之间可能存在的联系,以及这些联系与我们恒星磁性构造的变化之间可能存在的联系,可能是改进预测太阳活动的物理模型的一个要素。这些都是空间天气预报的基础,对保护空间卫星上的仪器和地球上的电信及其他电子基础设施至关重要。布鲁诺-阿西奥利说:"2024年和明年,我们将经历一个新的太阳极大期,太阳磁极的另一次倒转已经开始。我们预计到 2025 年底将重新评估磁场反转之后,两极是否会出现伽马射线发射过剩的情况。"埃莱娜-奥兰多补充道:"我们已经找到了揭开这个谜团的钥匙,这为我们指明了未来的方向。费米望远镜将在未来几年内运行并观测太阳,这一点至关重要。"但是,太阳伽马射线可能有更多的信息需要揭示和进一步关注。现在发表的这项研究将加强下一代伽马射线空间观测站对太阳进行持续监测的科学依据。如果高能辐射确实携带着太阳活动的信息,那么下一次任务就应该计划提供太阳伽马射线辐射的实时数据。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人