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太陽(yáng)“磁場(chǎng)辮子”或解釋日冕百萬(wàn)度高溫之謎

太陽(yáng)“磁場(chǎng)辮子”或解釋日冕百萬(wàn)度高溫之謎

2013-02-06 10:53:12

  據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,太陽(yáng)是一顆較為普通的恒星,但它身上的謎團(tuán)依然令科學(xué)家們無(wú)法理解,比如日冕為何具有不可思議的高溫,其能量又是從何而來(lái)的呢?作為太陽(yáng)大氣最外層結(jié)構(gòu),日冕中充斥著大量的電離態(tài)質(zhì)子和電子等微粒,它們以極快地速度運(yùn)動(dòng),向外層空間“流竄”,科學(xué)家探測(cè)到日冕溫度高達(dá)100萬(wàn)攝氏度以上,跨度可達(dá)數(shù)倍太陽(yáng)半徑,外形酷似扭在一起“太陽(yáng)辮子”,與底層稠密的大氣形成了物質(zhì)流交換,了解日冕及其物理過(guò)程有助于對(duì)日地系統(tǒng)的空間天氣進(jìn)行預(yù)測(cè)。

  圖中顯示了太陽(yáng)日冕結(jié)構(gòu)和幾個(gè)細(xì)化的區(qū)域,在極紫外波段觀測(cè)下,科學(xué)家獲得了日冕微域結(jié)構(gòu)圖,這幅圖像由高分辨率日冕成像儀所捕捉,該儀器搭載于去年7月發(fā)射的Hi-C火箭上,通過(guò)短時(shí)間的近地軌道飛行,科學(xué)家收集到許多日冕結(jié)構(gòu)的圖像資料,其中包括令人信服的證據(jù):太陽(yáng)表面交織的磁場(chǎng)對(duì)炙熱氣體分布產(chǎn)生影響,這一過(guò)程與百萬(wàn)度的溫度存在關(guān)聯(lián)。

  太陽(yáng)處于活躍期時(shí),我們可以觀測(cè)到黑子活動(dòng)加劇,以及部分溫度高達(dá)400萬(wàn)開(kāi)爾文的區(qū)域。此外,太陽(yáng)表面交織的“磁場(chǎng)辮子”中充滿了能量,所形成閉合的磁通結(jié)構(gòu)與高速等離子體流相互作用,形成了對(duì)日冕的第二階段加熱,這些強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由日冕中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。由于這一機(jī)制證明過(guò)程依賴于對(duì)日冕微域結(jié)構(gòu)的深入觀測(cè),至少要獲得其高清圖像,因此“磁場(chǎng)辮子”的解釋一直難以驗(yàn)證。

  哈佛-史密森天體物理中心(CfA)的科學(xué)家利昂·戈盧布、凱利·科沃雷克、馬克·韋伯以及帕特里克·麥考利是該日冕高溫之謎研究小組的關(guān)鍵成員,他們可能已經(jīng)解決了這個(gè)長(zhǎng)期困擾太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)的難題。CfA的研究人員與NASA馬歇爾空間飛行中心的科學(xué)家合作,通過(guò)極紫外波段拍攝到日冕結(jié)構(gòu)的細(xì)微圖像。

  探空火箭經(jīng)過(guò)僅10分鐘的飛行,科學(xué)家就獲得了磁場(chǎng)交織活躍區(qū)的高分辨率圖像,本項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上,提出了“磁場(chǎng)辮子”介入的磁力加熱理論。雖然該探空任務(wù)持續(xù)時(shí)間非常短暫,也仍然留下了許多未能解答的問(wèn)題,但在日冕高溫之謎上的解釋為科學(xué)家們了解日冕及其行為找到了一個(gè)關(guān)鍵的突破口。

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