太阳超热日冕的奥秘可能被鞭打

日冕中波纹状磁场终于被发现

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新的测量结果为摆动的磁波提供了迄今为止最有力的证据,这些磁波可能解释了为什么太阳日冕比太阳表面热 200 倍:从太阳流出的带电高能气体或等离子体的速度的规律性脉动,加上匹配的磁场。

根据《科学》杂志在线发表的一份报告,这些发现表明被称为阿尔芬波的磁场波纹来回鞭打等离子体,释放热量。尽管这些波似乎太小,无法传递完全加热日冕所需的能量,但研究人员表示,改进的测量可能揭示这些波比它们看起来的更大。

太阳物理学中的一个核心问题是,为什么太阳大气层的温度会随着高度升高而升高,从光球层(太阳表面)的约 8,500 华氏度(5,000 开尔文)升高到日冕中的超过 180 万华氏度(100 万开尔文),日冕延伸数百万英里。美国国家大气研究中心(NCAR)位于科罗拉多州博尔德市的太阳物理学家斯科特·麦金托什说,如果没有外部力量加热日冕,它的温度将会骤降。


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外部力量的首选候选者:阿尔芬波,日冕磁场中的波动,在波“破碎”和压缩等离子体时释放热量。

为了探测阿尔芬波,麦金托什、同样来自 NCAR 的史蒂文·汤姆奇克及其同事使用位于新墨西哥州国家太阳天文台的日冕多通道偏振仪(CoMP)仪器来测量日冕中电离铁发出的光的变化,这告诉他们等离子体向外速度的变化情况。

他们报告称,每五分钟发生一次 0.2 英里(0.3 公里)/秒的脉冲,这与光球层中可能触发阿尔芬波的对流电流的频率相同。日冕磁场线的方向似乎也与脉冲的轨迹相匹配。

挪威奥斯陆大学天体物理学教授维戈·汉斯滕说,这一结果接近于解决太阳物理学中最伟大的谜团之一。来自日本“日出”号宇宙飞船的数据在 4 月份的一次会议上展示了日冕深处的模式,这些模式似乎指向了阿尔芬波,但他表示,新发现更具决定性。“他们不是在猜测。他们真的在说,‘好吧,这些东西正在遵守我们对阿尔芬波的所有预期特征。’”

唯一的障碍是:这些波的强度不到解释日冕加热所需强度的千分之一,但汤姆奇克指出,CoMP 的分辨率相对较低,因此更大的波可能仍然隐藏在数据中。

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