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太阳磁波60年谜团终破解

2019-12-04 13:53:08  来源:科技日报

60多年来,对太阳的观测表明,当磁波离开太阳内部时,强度会增加,但其内在缘由一直是未解之谜。据美国《每日科学》网站2日报道,现在,一个国际科研团队终于破解了这个谜团:太阳表面和外部日冕之间温度的显著变化,会创造出一些边界,有些边界具有反射性,可捕获波并使波显著增强。这一最新研究或有助于揭示日冕的温度为何比太阳表面更高。

科学家一直认为,磁波是“搬运工”,将能量从太阳内部巨大的能量储存库(由核聚变产生)输送到其大气层外部区域,因此,了解磁波如何产生并在太阳内传播非常重要。

在最新研究中,来自5个国家的13名科学家组成的“低层太阳大气波(WaLSA)”小组,借助美国国家科学基金会位于新墨西哥州的邓恩太阳望远镜获得的高分辨率观测结果,对太阳磁波进行了研究。

研究负责人、英国贝尔法斯特女王大学数学和物理学院的大卫·杰斯解释说:“通过将太阳光分解成基本颜色,我们能检查太阳大气内的某些元素——包括硅(形成于太阳表面附近)、钙和氦(形成于太阳的色球层中,此处波放大最明显)的行为。元素的变化揭示了太阳等离子体的速度,而太阳等离子体演化的时间可以作为基准,使我们可以记录下太阳的波动频率。”

他们接着使用超级计算机对数据进行模拟分析,结果发现,太阳磁波的增大过程可以归因于某些类似“声波谐振器”的边界的形成:太阳表面和外部日冕之间温度的显著变化,创造出一些边界,有些边界具有反射性,可捕获波并使波显著增强。而且,“谐振腔”的厚度(显著温度变化之间的距离)对波动特征具有重要影响。

杰斯博士解释说:“我们对太阳磁波运动的新理解可能有助于科学家揭示,为什么距离热源更远的太阳外层日冕比太阳表面更热这一谜题。一般来说,离热源越近,我们就感觉越暖和。然而,太阳外层比太阳表面更热。”

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