科學家在理解“日冕加熱問題”方面取得重要進展
據CNET報導,在10000華氏度的溫度下,太陽的表面似乎會是我們太陽系中最熱的地方之一。但是在其大氣層的最外層,即日冕,溫度可以達到100倍以上。為什麼呢?這是一個讓科學家們困惑了幾十年的謎團。這被稱為“日冕加熱問題”。
利用一台超級計算機,天體物理學家已經能夠調和關於日冕極端熱量的兩個主要理論,並顯示它們與美國宇航局(NASA)的帕克太陽探測器的觀測結果完全吻合,這個小機器人最近成為第一個“觸摸太陽”的航天器。
他們的研究報告週四發表在《自然-天文學》雜誌上,使用太陽日冕一小塊的六維模擬來分析粒子是如何被加熱的,以及它們如何與這個巨大的“熔爐”的磁場互動。
新西蘭奧塔哥大學的天體物理學家Jonathan Squire表示:“我們的研究結果的好處是,它把以前的兩個理論聯繫在一起,而這兩個理論都被研究得非常透徹。”這些理論圍繞著“湍流”和一種被稱為“離子迴旋波”的磁波展開,前者通過將能量從靠近太陽的地方向外轉移來加熱日冕。這些理論都有漏洞,與航天器和望遠鏡的觀測結果不一致。他們難以解釋日冕如何能夠自行變得如此之熱。
因此,Squire和研究合著者們問道:“好吧,為什麼我們不同時擁有這兩者?”他們進行的計算機模擬顯示,湍流驅動著離子迴旋波,“這有效地將兩種理論中的’好的部分’單獨保留下來,”Squire說。
儘管該團隊在這篇論文中沒有直接使用來自NASA太陽探測器的數據,但它確實提供了一個比較點,其數據似乎與太陽模擬獲得的數據相吻合,使研究人員對他們的模擬充滿信心。這並不一定意味著“日冕加熱問題”得到了解決,但是Squire說該團隊在理解這一現象方面取得了重要進展。
他指出,“可能有多種不同的機制在太陽的不同部分運作”,不同的機制可能以不同的方式加熱日冕。
日冕–以及從太陽中吹出的太陽風–可以對地球造成嚴重破壞。它們在太空中發出的粒子可以引起地磁暴,擾亂我們星球的磁場,並擾亂衛星。
2月初,一批最近發射的SpaceX Starlink衛星在發射後被地磁暴擊中,使這些寬帶衛星無法到達預期的軌道,因此註定要失敗。它們最終墜落回地球,在大氣層中燃燒起來。
Squire表示,這些風暴之所以如此猛烈,一定與日冕和太陽風的加熱方式有關。“為了更好地預測空間天氣和地磁暴,”Squire說,“我們必須更多地了解日冕的工作原理。”