在太阳耀斑弧上方的磁瓶中加速和捕获的高能电子

耀斑在何处以及如何有效加速带电粒子仍然是一个未解决的问题。最近的研究表明，在大尺度重联电流片底部附近、耀斑弧上方形成的“磁瓶”结构是约束和加速带电粒子的极佳候选者。然而，进一步理解其作用需要将各种观测特征与底层耦合的等离子体和粒子过程联系起来。在此，我们提出了第一项研究，将多波段观测与数据驱动的宏观磁流体动力学和粒子建模相结合，置于一个真实的爆发性耀斑几何结构中。观测结果强烈支持存在一个环顶上方磁瓶结构，其特征不仅是磁场强度的局部最小值，而且等离子体下流突然减速。它还与一个紧凑的硬X射线源和一个位于耀斑弧上方的扩展微波源重合。空间分辨光谱分析表明，非热电子高度集中在该区域。我们的模型生成的合成辐射特征与观测结果非常吻合。结果表明，由于湍流，高能电子被强烈地捕获在磁瓶区域，只有一小部分能够逃逸。电子主要通过等离子体压缩加速，并由快模终止激波通过Fermi机制促进。我们的结果为磁瓶作为爆发性太阳耀斑中主要电子加速位点提供了具体支持。它们也为理解先前报道的少量耀斑加速电子进入行星际空间提供了新的见解。