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美国宇航局的帕克太阳探测器发现了围绕太阳几十年的新线索

  

  

  几十年来,科学家们一直困惑于为什么太阳的外层大气,即日冕,在远离太阳表面的过程中会升温。

  现在,由于美国宇航局帕克太阳探测器收集的数据,可能的解释已经减少了一个,帕克太阳探测器是最快的人造物体,它在寻找解决所谓的“日冕加热之谜”的线索时,多次掠过太阳。

  在探测器第一次擦过太阳时,它的仪器探测到太阳磁场方向的突然逆转。科学家们称这种情况为“逆转”,并怀疑它们在加热日冕方面发挥了作用,主要是通过在太阳内部和太空中移动时释放内含的磁能。

  密歇根大学的研究合著者Mojtaba Akhavan-Tafti在一份声明中说:“这些能量必须去某个地方,它可能有助于加热日冕和加速太阳风。”

  日冕加热之谜指的是这样一个事实,即太阳的外层大气,即日冕,比它的“表面”,即光球层要热上百倍。尽管光球层离太阳的核心更近数百万英里,而为我们的恒星提供热量和能量的核聚变发生在太阳的核心。

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  尽管光球层比日冕层更冷,但绝大多数来自太阳的光都来自光球层,它完全“洗掉”了来自太阳大气层的光。因此,只有当来自光球的光线被日食或使用一种叫做日冕仪的特殊仪器阻挡时,才能看到太阳日冕。

  这意味着为了研究日冕,帕克太阳探测器冒着大约2500华氏度(约1400摄氏度)的高温与太阳近距离接触。

  阿卡万-塔夫蒂和他的团队仔细研究了帕克绕着我们的恒星转了十几圈所收集的数据,寻找转变的起点,这对于理解它们对日冕的影响至关重要。

  然而,至少在日冕内部,这些备受追捧的特征无处可寻。相反,探测器的数据显示,在太阳附近的太阳风中,转换是一种常见的现象。

  这一发现表明,日冕变暖的转变可能不是从太阳表面开始的,这排除了关于转变起源的两种主要假设之一。

  科学家们认为,仍有可能存在一种触发机制,将热量输送到太阳的最外层。Akhavan-Tafti说,其中一种机制可能是太阳表面混乱磁场线的爆炸性碰撞。

  在这样的碰撞中,磁场像拨弦的吉他弦一样振动,并将太阳风中的等离子体加速到高速。这可能会使电磁波在太阳附近发生扭曲。然而,如果其中一些波在离开太阳之前失去了蒸汽,它们的能量就会被倾倒在太阳的上层,从而加热日冕。

  阿卡万-塔夫蒂在新闻发布会上说:“导致折回形成的机制,以及折回本身,可能会加热日冕和太阳风。”

  这项研究调整了我们对太阳如何工作的理解,最终可以帮助科学家预测、探测和准备太阳风暴。

  这项研究代表了美国宇航局帕克任务自2018年开始以来取得的最新成果。

  上个月,帕克太阳探测器完成了第20次近距离接近太阳,距离太阳表面不到500万英里(800万公里),操作该航天器的约翰霍普金斯应用物理实验室在最近的一份声明中说。

  探测器已经向外飞行,但它将在9月30日回到同样的距离,并在今年的平安夜再远离太阳100万英里。科学家们希望从这些旅行中获得的数据能够更多地揭示为什么百万度高温的日冕是这样的。

  该团队的研究发表在7月29日的《天体物理学杂志通讯》上。

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