太阳上蛇形磁场使科学家们更接近解决一个主要的太阳之谜

拓牛李强

太阳的图像紧挨着我们恒星磁场中蛇形结构的特写镜头。(图片鸣谢:NASA/贝尔法斯特女王大学)

（）据美国太空网（罗伯特·李）：太阳科学家可能更接近解决关于太阳的一个挥之不去的谜:为什么它的外层大气，称为日冕，比它下面的层热得多。

使用地球上最强大的太阳望远镜，位于夏威夷的丹尼尔k .井上太阳望远镜(DKIST)，一个国际科学家小组以前所未有的细节观察了太阳磁场。他们在太阳低层大气(色球层)的磁场中发现了复杂的蛇形能量模式，这可能会将能量驱动到我们恒星的大气层外层。

谢菲尔德大学教授兼研究合作者罗伯特·埃尔德里在一份声明中说:“多亏了这项研究，我们可能离理解太阳，我们的生命之星更近了一步。”

所谓的日冕加热问题困扰了研究人员几十年。神秘之处在于:组成日冕的带电原子扩散云的温度可以达到180多万华氏度(100万摄氏度)，而太阳表面称为光球层的温度相对温和，约为10，000华氏度(6，000摄氏度)。

这违背了恒星模型，因为恒星的热源是其核心的核聚变；因此，温度应该随着向恒星中心移动而升高。在我们到达日冕之前，太阳的各层似乎都遵守这一规则，这意味着一定有某种未知的机制加热了太阳的外层大气。这些蛇形磁现象可能符合这个要求。

“对磁场几何形状的准确洞察是理解驱动太阳大气等离子体动力学的各种能量现象的基础，”Erdelyi说。“这包括备受追捧的磁性行为，这种行为最终可能会导致太阳等离子体的温度高达数百万度。”

日冕加热之谜的关键可能存在于太阳的宁静区域



丹尼尔K井上太阳望远镜看到的太阳上的小磁性结构，它可以驱动其大气层的加热。(图片鸣谢:NASA/贝尔法斯特女王大学)

以前解决日冕加热问题的尝试集中在太阳的活跃区域，特别是太阳黑子，太阳表面巨大的黑色斑块具有很高的磁性，并在恒星外层之间传递能量。但是在这项新的研究中，研究小组将目光从太阳黑子移开，集中在太阳较平静的区域。

光球层的这些安静区域被称为颗粒的对流单元覆盖，这些对流单元拥有比太阳黑子周围更弱但更动态的磁场。先前的观察表明，这些磁场是以小环路的形式组织的，但研究小组首次发现了更复杂的潜在模式，这些磁场的方向显示出蛇形变化。

“磁场方向的小规模变化越复杂，能量通过我们称之为磁重联的过程释放的可能性就越大——当两个指向相反方向的磁场相互作用并释放能量时，有助于大气加热，”北爱尔兰女王大学贝尔法斯特分校的研究合作者米恰伊尔·马修达基斯说。

Mathioudakis补充说:“我们使用了世界上最强大的太阳光学望远镜，以最小的尺度揭示了有史以来最复杂的磁场方向。”"这让我们更接近理解太阳能研究中最大的难题之一."

该小组的研究发表在本月早些时候的《天体物理学杂志快报》上。