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太陽爆發會導致日震

臺北天文館_96
・2012/04/19 ・713字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

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英國倫敦大學穆勒太空科學實驗室(Mullard Space Science Laboratory,MSSL)科學家Sergei Zharkov領軍的研究團隊,分析太陽動力觀測衛星(SDO)觀測影像,首度發現日震現象(sunquake)可在太陽磁場和帶電粒子引起的爆發事件中發生。

Alexander G. Kosovichev和Zharkova等科學家們在1990年代首度發表日震觀測報告。在過去10年,科學家大量研究太陽大氣中的太陽閃焰(solar flare)爆發事件,並發現當閃焰爆發時,會伴隨發生強烈粒子束橫越太陽表面的日震現象。

Zharkov等人研究2011年2月15日的一場閃焰爆發,發現於爆發時向外拉出的磁力線兩端被觸發了日震現象,震動強度比2011年3月11日的日本大地震還強1000倍以上。這顯示爆發時突然向外擴張的磁場,很可能在日震產生機制中扮演了重要角色。閃焰爆發後,向外噴出的物質以每秒600公里的速度向外衝向太陽系各處,若是恰好對著地球而來,將引起地球磁暴,並上演一場美麗的極光秀。

Lone Wolff於1972年首度提出日震現象的預測,在太陽表面就像一圈圈向外擴散而去的圓形漣漪,就像小石頭丟進池塘水中所引起的現象。然而,日震並非是有東西丟進太陽表面而引起的,而是太陽表面以下突然的能量釋放所產生的聲波在太陽表面被彎曲並向外傳遞而引起的。

若能瞭解這些特別事件發生始末,可以幫助科學家進一步瞭解太陽大氣中的能量和動量是如何向下傳遞到太陽表面、甚至是太陽內部的。目前太陽活動頻率與強度逐日增加,預期極大期將出現在2013年,這些科學家預期可觀測到更多類似的日震現象,期望在本太陽活動週期中,能搞清楚引發日震的物理機制。

更多相關動畫和影像,可參考http://mssl.ucl.ac.uk/~sz2/pressrelease/

資料來源:Solar Eruptions Cause Sunquakes[2012.03.30]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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觀測通知:太陽表面出現大黑子群,3/17之前可見
臺北天文館_96
・2012/03/13 ・1011字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 433 ・四年級

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(2012.03.09更新)

根據觀測結果,這波CME已於臺北時間3/8下午18:45衝擊地球磁場,但所引起的磁暴活動並未如預期的那麼強烈,只有溫和(mild)程度而已。不過,AR 1429的磁場仍維持相當強而複雜,未來仍須注意此群黑子的動態。

(2012.03.08原新聞)

sunspot AR 1429 by TAM.  美國大氣海洋局(NOAA)太陽表面活動區編號為AR 1429的太陽黑子群,最新觀測(2012.03.08)顯示這群黑子的面積(含半影)高達太陽半球面的百萬分之1270,相當於地球總表面積的30倍以上,而且預計它的面積還可能會繼續增加。是自2011年11月上旬的AR 1399之後面積最大的黑子群(請參見天文新知2011-11-03 觀測通知:超大黑子轉出,未來2星期需密切注意其變化)。目前預計在3/17之前均可見到這群黑子。這群黑子已經大到可以用一般業餘望遠鏡投影或攝影即可觀察,甚至在日落或日出時,陽光不刺眼的時候,用肉眼就可以瞧見。

這群黑子目前已處在最複雜的Beta-Gamma-Delta型磁場結構,因此相當容易引起爆發。事實上,它在臺北時間3/5上午已經爆發了一個X1級閃焰,3/7上午又再爆發一個X5.4級的閃焰(點選此處觀看SDO影像),閃焰爆發後伴隨的CME活動所拋出的物質,以每秒580公里的速度向外移動,預計將在臺北時間3/8的14:25(±7小時)通過地球,另一預測認為將在3/8前後通過地球,這段期間可能引起強烈(strong)到嚴重(severe)等級的磁暴活動,呼籲衛星控制、飛航、發電、通訊等相關設施機構需密切注意,但對地球表面沒有直接的威脅。

SOHO C3日冕儀於2012/03/07 觀測到的CME

  除了已經爆發的CME之外,太陽物理學家們還預測:在未來24小時內,這群黑子附近的M級閃焰爆發機率達80%、X級閃焰爆發機率高達40%以上,高緯度可見磁暴活動的機率也高達85%以上,中緯度地區可見磁暴活動的機率也高達45%以上,換言之,要看到美麗極光的機會很高喔!

提醒各位注意:千萬不要用沒有加裝專業太陽濾鏡的望遠鏡直視太陽,否則將會引起眼睛損傷!一般太陽眼鏡不是專業太陽濾鏡,別拿來做這種太陽觀察!!!利用望遠鏡觀察,必須加裝專業太陽濾鏡裝置,或利用望遠鏡投影的方式來觀察;在傍晚或黃昏陽光不刺眼的時候,雖可以直接肉眼觀察到,但還是不建議這樣直接看,因為對眼睛安全有威脅,或是勿直視太陽過久,以免眼睛受損)。如果沒有相關設備,可在星期二到星期日的上午10-12時,下午2-4時,到天文館第二觀測室觀賞。

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觀測通知:御夫座SU與御夫座AB兩變星之協同觀測
臺北天文館_96
・2012/02/12 ・802字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 551 ・八年級

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美國哈佛史密松恩天文物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)Hans Moritz Guenther博士申請XMM-Newton X射線觀測衛星進行御夫座SU(SU Aur)和御夫座AB(AB Aur)兩變星的觀測,並尋求光學天文臺的支援,希望能在2012年2/15~2/17期間進行同步觀測。歡迎有興趣者加入。

御夫座SU是典型的金牛座T型變星(T Tauri),御夫座AB則是接近赫比格Ae星(Herbig Ae star)的變星,這兩種都是由原恆星(protostar)即將轉變成主序星(main sequence star)的主序前星階段(pre–main sequence star),其中金牛座T型變星一般是低質量恆星,赫比格Ae星則是中高質量恆星。這兩類年輕恆星因周圍吸積盤中的物質還在持續堆積而引發某些讓亮度變化改變的現象。其中御夫SU經常發生閃焰等爆發,這些爆發在X射線波段相當明亮,可能在可見光波段也可見到;但是這種主序前星的閃焰爆發事件應該和太陽這類已經成熟的恆星所發生的閃焰不同,因此才讓Guenther博士計畫仔細研究。

御夫座SU星和AB星視亮度分別為9.5等和7.0等,相當明亮。此外,AB星與SU星僅相距3角分,鄰近還有顆亮度7.6等的參考星(comparison)。因此用,以口徑約5~10公分左右的小型望遠鏡就可以同時觀測這兩顆變星與參考星。可利用AAVSO的VSP取得參考星圖(http://www.aavso.org/vsp),星名部分請用SU AUR和AB AUR輸入。以下是這兩星的座標(2000.0):
SU Aur R.A. 04 55 59.38  Dec. +30 34 01.5
AB Aur R.A. 04 55 45.84  Dec. +30 33 04.3

Guenther博士申請的XMM-Newton衛星觀測時間是國際標準時(UT)的2012年2月15日20:31:13到2月17日01:27:53之間;光學望遠鏡的觀測可在XMM-Newton開始觀測前幾小時到XMM-Newton結束觀測後幾小時,不過還是以XMM-Newton的觀測時間內為主。如果能在這幾日開始到2/24之間都有觀測資料,那就更好了。

Guenther博士建議:盡量用CCD進行觀測,每次曝光時間維持在1分鐘以下,且CCD的時間需事先校正好。V濾鏡優先,但若使用其他濾鏡的觀測也可接受;又因為兩星比較偏紅,不建議做無濾鏡的觀測。

資料來源:AAVSO Alert Notice 452[2012.02.08]

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彗星撞擊會否引起太陽CME爆發?
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・2011/10/08 ・1685字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

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下方是SOHO太陽觀測衛星(Solar and Heliospheric Observatory)的觀測結果,畫面顯示右下角有顆彗星不斷向太陽逼近,最後在2011年10月1日時一頭撞進太陽,旋即在太陽左側發生一場無預期的龐大CME(日冕物質噴發,coronal mass ejection)爆發。

這兩個事件彼此間有沒有關連?太陽物理學家們雖不敢堅決肯定的說「絕對沒有」,但仍傾向於只是恰巧、偶然幾乎同時發生!太陽物理學們認為:因為這個CME發生的區域位在彗星撞擊點的相反太陽面上,兩個位置間相隔甚遠,目前沒有任何已知的機制,證明彗星撞擊會引發CME。事實上,這些非常靠近太陽的彗星應該並不是真的一頭撞上太陽,而是在距離太陽表面頂多近到約100公里之處就被蒸發殆盡,根本沒機會「撞」出CME來。此外,這類撞日或掠日彗星的直徑頂多100公里左右,外層鬆散冰雪物質在接近太陽時被蒸發,剩下的彗核更小,要想撼動太陽這個直徑高達140萬公里的龐大天體,想來機會渺小。

這顆彗星編號為SOHO-2143,由4位業餘天文愛好者幾乎同時(前後差僅約9秒)在9月30日的SOHO衛星LASCO C3日冕儀影像中發現,屬掠日彗星中的克魯茲族彗星(Kreutz sungrazer)。由於發現時已經很靠近太陽,所以隔天的10月1日,就被太陽強大重力牽引而以每秒600公里的高速撞上太陽。從C3影像中左方亮度約0等~-1等的水星,彗星專家們判定SOHO-2143彗星的亮度與水星相當或甚至比水星還亮,認為這是歷年來最亮的克魯茲族彗星之一。

CME是太陽最外層的大氣層—日冕中所發生的現象,其發生與太陽表面磁場比較強而混亂的太陽黑子和活動區有關。CME發生時,會將大量帶電粒子拋入太空。

在2011年之前,絕大部分的太陽物理家對CME爆發和彗星撞擊兩種事件認為應無關連,但在2011年初時,太陽動力觀測站(Solar Dynamics Observatory,SDO)曾觀測到另一個掠日彗星消失在太陽大氣中,且似乎與它落點周圍的電漿和磁場有交互作用。會否因彗星撞擊而引起磁場不穩定,並因磁場不穩定向外擴張而引起強烈的CME爆發?很可能這只是一連串的巧合,不過太陽物理學家還是決定應該仔細檢視一下。

關於不同事件會不會互相影響一事,下方動畫是SDO於10月1日觀測的結果,畫面中可見到太陽表面有兩起太陽閃焰(solar flare)爆發,且非常確定這兩起爆發有關連性。這兩起太陽閃焰發生的時間間隔非常短,發生點是在非常龐大的黑子群AR 1302和新出現的黑子群AR 1305。從SDO觀測影像,科學家認識到:某些事件真的是會彼此關連的,例如在這次案例中,AR1302和1305雖然相隔甚遠,將近達1/4半球,但它們的磁場居然是連在一起的,所以才會一個爆發完後、另一處迅及發生爆發。這種狀況稱為「纏結爆發(entangled eruptions)」,如骨牌效應一般,事件彼此影響,一個接一個發生。不過這是太陽表面本身的現象,而非太陽現象與彗星之間的關連,不能完全做為佐證。

這個話題不僅對太陽物理學家而言是個挑戰,連彗星專家們都加入攻防爭辯的戰局。正反辯方都各自舉例證明:何時有克魯茲彗星接近或撞擊又幾乎同時發生CME,或是何時有大型克魯茲彗星接近或撞擊太陽但並沒有伴隨發生CME等等。

根據美國海軍天文實驗室太陽物理學家們和Bad Astronomy網站Phil Plait博士的說法:當太陽非常活躍時,每天會發生約10~12次的CME,有時甚至更多;所以平均而言,每2小時左右就有個CME。回過頭來檢視那顆彗星,當它消失在LASCO C2日冕儀遮罩邊緣時,至少還要1小時以上才等抵達太陽表面附近。所以他們初估:每個出現在LASCO日冕儀影像中的彗星,有50%的機率會遇到CME爆發。此外,根據他們先前的研究統計:事實上,掠日彗星並不會引發CME,有時甚至反而會抑制CME發生。

其次,從另兩架以幾乎與地球垂直的角度觀察太陽的STEREO A和STEREO B衛星影像可見,這顆彗星似乎沒碰到太陽就消失了,而隨後的CME爆發點和這顆彗星消失點也有段距離關係。

以下是Phil Plait博士為此特別拍攝的一段解釋短片。影片中融合了SOHO LASCO C2和STEREO的影像。從影像中可見,當SOHO-2143彗星接近太陽時,不是1群、而是共有3群CME陸續爆發呢!但顯然它們的爆發都與彗星無關。所以這些科學家們還是堅持:SOHO-2143與CME,巧合啦!

資料來源:Did a Comet Hit Cause an Explosion on the Sun?

 Big comet, big CME… big coincidence?

The comet and the Coronal Mass Ejection

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更多相關動畫和影像,可參考http://mssl.ucl.ac.uk/~sz2/pressrelease/

資料來源:Solar Eruptions Cause Sunquakes[2012.03.30]

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