太阳风诱发彗星X射线的实验室模拟研究获进展

彗星是太阳系中最冷的星体之一。对太阳风诱发彗星x射线的测量能够预测太阳活动及“太空天气”，这对人类更深入地认识太阳系具有重要意义。实验上较难精确测量x射线产额与截面，且误差较大，导致彗星的x射线辐射机制存在较大争议。而精确测量入射流强，可为x射线产额提供准确数据。

近日，中国科学院近代物理研究所原子分子谱学室实现了入射流强的实时监测与精确测量，为厘清太阳风诱发彗星x射线辐射的物理机制奠定了基础。9月7日，相关研究成果发表在European Physical Journal Plus上。

基于自主研发的束流轮廓监视器和实时束流密度计，研究人员在14.5 GHz电子回旋共振离子源上建成了太阳风离子诱发彗星x射线的实验室模拟平台。利用该平台，科研人员开展了太阳风中广泛存在的高电荷态氮、氧离子与镍金属表面相互作用的x射线发射研究。通过精确测量入射流强，研究获得了x射线产额的准确数据，并在离子入射能量小于5 keV/q时观察到x射线产生截面与现有理论预期存在较大分歧，在此基础上提出了内壳多电子激发模型，解释了该现象。

上述平台的建设与研究进展为太阳风诱发彗星x射线的实验室模拟奠定了基础。研究工作得到国家自然科学基金委员会的支持。

图1.束流轮廓监视器及实时束流密度计的测量结果（图/王伟）

图2.高电荷态氮、氧离子与镍表面碰撞的x射线产生截面。入射离子能量小于5 keV/q时实验结果与理论预期明显偏离。（图/王伟）

图3.内壳多电子激发模型。（a）初始态，（b）入射离子电子俘获中性化，（c）内壳多电子激发过程，（d）入射离子K壳x射线发射。（图/王伟）

来源：中国科学院近代物理研究所