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日冕溫度為何比太陽高?太陽磁波60年謎團終破解

科技日報 2019-12-06 作者:劉霞

  60多年來,對太陽的觀測表明,當磁波離開太陽內部時,強度會增加,但其內在緣由一直是未解之謎。據美國《每日科學》網站2日報道,現在,一個國際科研團隊終于破解了這個謎團:太陽表面和外部日冕之間溫度的顯著變化,會創造出一些邊界,有些邊界具有反射性,可捕獲波并使波顯著增強。這一最新研究或有助于揭示日冕的溫度為何比太陽表面更高。

  科學家一直認為,磁波是“搬運工”,將能量從太陽內部巨大的能量儲存庫(由核聚變產生)輸送到其大氣層外部區域,因此,了解磁波如何產生并在太陽內傳播非常重要。

  在最新研究中,來自5個國家的13名科學家組成的“低層太陽大氣波(WaLSA)”小組,借助美國國家科學基金會位于新墨西哥州的鄧恩太陽望遠鏡獲得的高分辨率觀測結果,對太陽磁波進行了研究。

  研究負責人、英國貝爾法斯特女王大學數學和物理學院的大衛·杰斯解釋說:“通過將太陽光分解成基本顏色,我們能檢查太陽大氣內的某些元素——包括硅(形成于太陽表面附近)、鈣和氦(形成于太陽的色球層中,此處波放大最明顯)的行為。元素的變化揭示了太陽等離子體的速度,而太陽等離子體演化的時間可以作為基準,使我們可以記錄下太陽的波動頻率。”

  他們接著使用超級計算機對數據進行模擬分析,結果發現,太陽磁波的增大過程可以歸因于某些類似“聲波諧振器”的邊界的形成:太陽表面和外部日冕之間溫度的顯著變化,創造出一些邊界,有些邊界具有反射性,可捕獲波并使波顯著增強。而且,“諧振腔”的厚度(顯著溫度變化之間的距離)對波動特征具有重要影響。

  杰斯博士解釋說:“我們對太陽磁波運動的新理解可能有助于科學家揭示,為什么距離熱源更遠的太陽外層日冕比太陽表面更熱這一謎題。一般來說,離熱源越近,我們就感覺越暖和。然而,太陽外層比太陽表面更熱。”

責任編輯:王超

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