天文学家利用美国国家科学基金会（NSF）丹尼尔·井上（Daniel K. Inouye）太阳望远镜上的可见宽带成像仪，在2024年8月8日一次X1.3级耀斑的衰减阶段，以前所未有的清晰度捕捉到了黑暗的日冕环结构。这些日冕环平均宽度为48.2千米，可能最窄处仅21千米，是有史以来成像的最小日冕环。这标志着在解析太阳日冕环基本尺度方面取得了潜在突破，并将耀斑建模的极限推进到了一个全新领域。
图片链接：">">
日冕环是遵循太阳磁场线的等离子体拱结构，常常在太阳耀斑之前出现，而耀斑会引发与部分磁场线扭曲和断裂相关的能量突然释放。这种能量爆发会引发太阳风暴，进而影响地球的关键基础设施。
井上太阳望远镜的天文学家通过观测H-α波长（656.28纳米）的太阳光，来观察太阳的特定特征，揭示了在其他类型太阳观测中无法看到的细节。 “这是井上太阳望远镜首次观测到X级耀斑，”科罗拉多大学博尔德分校的天文学家科尔·坦布里（Cole Tamburri）博士说。“这些耀斑是太阳产生的最具能量的事件之一，我们很幸运能在完美的观测条件下捕捉到这次耀斑。”
坦布里博士及其同事专注于耀斑带上方交织的极细磁场环（有数百个）。平均而言，这些环的直径约为48千米，但有些刚好处于望远镜的分辨率极限。 “在井上望远镜之前，我们只能想象这个尺度是什么样子，”坦布里博士说。“现在我们可以直接看到它。这些是在太阳上成像的最小日冕环。”
井上望远镜的可见宽带成像仪（VBI）仪器，通过H-α滤光片的调校，能够分辨小至24千米的特征。这比次优的太阳望远镜清晰度高出两倍半以上，正是这种分辨率的飞跃使这一发现成为可能。 “知道一台望远镜理论上能做某事是一回事，”同样来自科罗拉多大学博尔德分校的玛丽亚·卡扎琴科（Maria Kazachenko）博士说。“实际看到它在那个极限下运行令人兴奋。”
虽然最初的研究计划是利用井上望远镜的可见光谱偏振仪（ViSP）研究色球层谱线动力学，但VBI数据揭示了意想不到的宝藏——超精细的日冕结构，这可以直接为使用复杂辐射流体动力学代码构建的耀斑模型提供信息。 “我们原本在寻找一件事，却偶然发现了更有趣的东西，”卡扎琴科博士说。
长期以来，理论认为日冕环的...
也许最诱人的想法是，这些环可能是基本结构——耀斑构造的基本组成部分。 “如果是这样的话，我们不仅仅是在解析环的束，而是首次解析单个环，”坦布里博士说。“这就好比从看到一片森林突然变成看到每一棵树。”
这些图像本身令人惊叹：黑暗的、线状的环在发光的拱廊中拱起，明亮的耀斑带以几乎不可思议的清晰轮廓蚀刻而出——中心附近有一个紧凑的三角形，顶部有一个弧形。 “即使是普通观众也会立即认识到其复杂性，”坦布里博士说。“这是太阳科学的一个里程碑时刻。我们终于看到了太阳在其运作尺度上的样子。” 该团队的论文发表在《天体物理学杂志通讯》上。