科学家可能已经刚刚破解了太阳的最大秘密

By Tereza Pultarova

2023/7/27

Science & Astronomy

新发现的快速磁波也许解释为什么太阳的日冕是如此炽热。

科学家们可能已经刚刚发现了什么使太阳的外层大气层日冕如此不可解释的热。

几十年来，科学家们一直挣扎于解释为什么在太阳的外层大气层（日冕）中的温度达到弯曲思维的180万华氏度（100万摄氏度）。太阳的表面只有大约10000华氏度（6000摄氏度），而且随日冕更远离太阳内部的热源，事实上外层大气应该更凉。

由欧洲领导的太阳轨道飞行器航天器做出的新观测现在已经为这种秘密加热的背后提供了暗示。用被航天器的极紫外成像仪（EUI）拍摄的图像，这是一种探测被太阳发射的高能极紫外光的相机，科学家们已经发现了在太阳的表面上涡旋的小规模快速移动的磁波。按照最新的计算，这些快速振荡的波产生如此更多的能量以至于它们可以解释日冕加热。

红色、蓝色和绿色矩形中突出的磁性结构特征快速振荡的磁波，这可能解释太阳的日冕的加热。 (Image credit: Royal Observatory of Belgium)

科学家以前已经探测到了更慢的磁波，但这些磁波似乎不能产生足够的能量来解释太阳的表面和外部大气层之间巨大的温差。

比利时鲁汶天主教大学等离子体物理学教授和这项新研究的作者之一托姆万道瑟拉尔在一份声明中说，“在过去的80年里，天体物理学家已经尝试来解决这个问题，现在越来越多的日冕能被磁波加热的证据正在浮现”。

新发现的结构能被在去年10月被极紫外成像仪拍摄的一个视频序列中看到。每个以蓝色、绿色和红色矩形突出的磁振荡宽度小于6200英里（10000公里）。就上下文而言，太阳盘直径测量为864000英里（1392000公里）。

太阳轨道飞行器于2020年2月发射，拍摄了我们太阳系中心恒星的最接近的图像。虽然基于地球的望远镜能提供更高分辨率的太阳图像，但这些望远镜不能研究太阳光谱中的极紫外部分。因为这些频率被地球大气层过滤掉，基于地面的望远镜看不到驱动太阳行为的许多关键现象。

太阳轨道飞行器定期做出不到4800万英里（7700万公里）（比太阳系最内层行星水星的轨道更近）的接近太阳，没有这些问题。 在2020年6月发布的第一张太阳图像中，太阳轨道飞行器发现了可能在日冕加热秘密中发挥一个角色的其他过程的指明。 

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极紫外成像仪仪器的首席研究员、比利时皇家天文台的太阳物理学家大卫伯格曼斯补充说，该团队现在将致力更多时间来研究在太阳表面上新发现的磁波。

伯格曼斯在声明中说，“因为她的结果表明了快速振荡在日冕加热中的一个关键角色，我们将把大部分注意力致力于用极紫外成像仪发现更高频磁波的挑战上，”。

这项研究于7月24日星期一发表在《天体物理学杂志快报》上。