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研究發(fā)現(xiàn)：太陽溫度的突然升高與太陽表面磁場有關(guān)
發(fā)布日期： 2022-04-02 16:07:55 來源： 中國科學(xué)報(bào)

“溫度如此之高，以至于氣體脫離了太陽的引力，成為‘太陽風(fēng)’，飛向太空，撞向地球和其他行星。”這項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人、奧塔哥大學(xué)物理系Jonathan Squire博士說。

研究人員從測量和理論中得知，溫度的突然升高與太陽表面磁場有關(guān)。但是，這些磁場是如何加熱氣體的目前還不清楚——這就是所謂的日冕加熱問題。

“天體物理學(xué)家對磁場能量如何轉(zhuǎn)化為熱量有幾種不同的看法，用以解釋這種加熱現(xiàn)象，但大多數(shù)人都難以解釋觀測結(jié)果的某些方面。”Squire說。

流行的理論是基于湍流引起的加熱，以及一種被稱為離子回旋波的磁波引起的加熱。Squire和合著者Romain Meyrand博士與美國普林斯頓大學(xué)和英國牛津大學(xué)的科學(xué)家合作，發(fā)現(xiàn)之前的這兩個(gè)理論可以合并成一個(gè)，從而解決問題的關(guān)鍵部分。該小組的這一發(fā)現(xiàn)近日發(fā)表在《自然—天文學(xué)》上。

“然而，兩者都有一些問題——湍流難以解釋為什么氣體中的氫、氦和氧會變得和它們一樣熱，而電子卻出奇的冷;雖然磁波理論可以解釋這一特征，但似乎太陽表面沒有足夠的波來加熱氣體。”Meyrand說。

該研究小組利用六維超級計(jì)算機(jī)模擬日冕氣體，進(jìn)而展示了這兩種理論實(shí)際上是同一過程的一部分，通過一種叫做“螺旋屏障”的奇異效應(yīng)聯(lián)系在一起。

這一有趣的現(xiàn)象是在Meyrand領(lǐng)導(dǎo)的奧塔哥早期研究中發(fā)現(xiàn)的。

“如果我們把等離子體加熱的發(fā)生想象成水從山上流下，電子在底部被加熱，那么螺旋屏障就像是一個(gè)大壩，阻止水的流動并將其能量轉(zhuǎn)換為離子回旋波。通過這種方式，螺旋屏障將這兩個(gè)理論聯(lián)系起來，并解決了它們各自的問題。”Meyrand解釋說。

波

“這讓我們有信心準(zhǔn)確捕捉到日冕中的關(guān)鍵物理現(xiàn)象，這一現(xiàn)象與關(guān)于加熱機(jī)制的理論發(fā)現(xiàn)相結(jié)合，從而成為理解日冕加熱的一個(gè)有效途徑。”

Squire解釋說，更多地了解太陽大氣層和隨后的太陽風(fēng)非常重要，因?yàn)樗鼈儗Φ厍蛴兄钸h(yuǎn)的影響。

地磁

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