天体物理学中最持久的谜团之一是,为什么太阳的外层大气(日冕)比其表面热数百万度。尽管频繁的喷发释放出巨大能量,日冕仍然炽热。印度首个太阳观测任务Aditya-L1为解开这一谜团提供了关键线索,据infohub.kz报道。
领导这项研究的印度天体物理研究所(IIA)的R. Ramesh教授解释说,太阳各层的温度变化违背了传统物理学。核心深处温度达到1500万摄氏度。向外到光球层(可见表面),温度约为5500摄氏度。但最外层的日冕温度高达约200万摄氏度,有时甚至飙升至4000万摄氏度。
日冕是太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)等极端空间天气事件的发源地,这些事件释放巨大能量。CME可以引发美丽的极光,但也会干扰电网和卫星。在太阳活动平静期,太阳每天会抛射两到三次CME,但在每11年发生一次的太阳活动极大期,这一数字可能超过每天十次。
Ramesh教授警告说,如果太阳不补充每次CME损失的能量,我们的恒星最终会冷却,使地球陷入不可逆转的深度冻结。既然这种情况没有发生,必定存在某种机制维持日冕的极端高温。
科学家将此归因于两个因素:第一,太阳表面的沸腾运动产生波,将能量向外携带至日冕,就像海浪将泡沫冲到岸边一样。第二,太阳大气中纠缠的磁力线不断断裂并重新连接。Ramesh教授将CME描述为当这些扭曲、编织的环破裂时,将磁化等离子体和气体喷射到太空,通常发生在磁场强烈的太阳黑子附近。
“但这些磁力线随后重新连接,太阳在数小时内补充损失的能量,”他补充道。在他们的论文中,Ramesh教授和他的团队量化了每个系统对日冕能量的贡献。研究显示,第二个系统——磁重联——提供了大部分能量。“来自太阳沸腾表面的波仅提供所需能量的7%,”Ramesh教授说。“其余93%来自太阳的自我重构和能量补充。”


