論文題目為“Non-thermal electron energization during the impulsive phase of an X9.3 flare revealed by Insight-HXMT” (《慧眼衛星揭示 X9.3級耀斑脈沖階段的非熱電子激發過程》)。武漢大學為第一作者單位,天體物理中心王偉教授為通訊作者,張平博士為第一作者,中國科學院高能所以及北京大學,中國科學院紫金山天文臺等單位參與研究。
太陽作為離地球最近的高能天體源,研究其高能輻射過程一方面可以預警爆發性活動,預報空間天氣,為人類探索宇宙保駕護航;另外一方面也可以作為理解遙遠的宇宙高能天體輻射源的實驗室。太陽和人類生活息息相關,對其觀測和研究也幾乎完整的覆蓋了整個電磁波譜,但是我們目前依然無法準確的解釋太陽磁場的起源,太陽日冕高溫的形成以及太陽非熱電子的加速以及分布。
2017年9月6日太陽的一次X9.3級的太陽耀斑是第24太陽活動周最大耀斑,國際上大部分高能探測器由于各種原因卻無法監測其高能爆發活動。慧眼衛星上本來用來排除背景的碘化銫探測器則首次完整地獲得該耀斑的硬X射線-伽馬射線光變及演化。高能耀斑的硬X射線-伽馬射線連續譜來自于非熱電子的軔致輻射過程,如此便得到了耀斑過程中非熱電子的譜指數演化,而非熱電子在日冕中加速同時也是可以非常有效的輻射射電信號,因此研究團隊結合多個射電望遠鏡數據以及回旋同輻射模型,進一步限制了耀斑過程中非熱電子密度的演化,以及日冕磁場的演化。
該發現表明,慧眼衛星不但能夠完成原設定的掃描巡天、觀測黑洞和中子星以及開展脈沖星導航實驗等科學和技術目標,其科學研究能力和目標已經得到了顯著的擴展,能夠觀測研究宇宙伽馬射線暴、引力波爆發高能電磁對應體和快速射電暴,并且對太陽的高能爆發開展了高質量觀測研究,為理解太陽高能輻射隨時間演化提供了新的觀測結果,也有助于理解地球的空間天氣活動。
論文鏈接:[2106.09506] Non-thermal electron energization during the impulsive phase of an X9.3 flare revealed by Insight-HXMT (arxiv.org)
https://arxiv.org/abs/2106.09506