一些蠕虫般的怪东西正从太阳身体里钻出来

星空天文说 2023-09-22 07:46:01

太阳风的源头?

太阳轨道器在太阳表面拍到的大量蠕虫般的微射流。它们能够向外发射带电粒子。ESA / NASA / Solar Orbiter / EUI Team

去年3月30日,负责对太阳进行考察的太阳轨道器(Solar Orbiter)用其搭载的极紫成像仪(Extreme Ultraviolet Imager),在太阳表面拍到了许多怪东西。这些看起来有些模糊的东西形如细长的蠕虫,出现20至100秒后就会消失,但它们能以每秒100000米的速度向太空发射等离子体。

近日研究人员在《科学》杂志上发表了一篇论文,认为这些怪东西可能就是人们一直以来梦寐以求想要找到的太阳风的源头。

太阳风是太阳持续产生的带电粒子,能够在行星际空间穿行。当它和地球磁场相互作用后,就能产生壮美的极光。但是一直以来科学家并不能确认太阳风究竟是从太阳的哪个部分,以及以何种方式产生的。

已知的一个事实是,太阳风中有一大部分与太阳的一种磁场结构——冕洞有关。所谓冕洞是指太阳磁场的磁力线呈开放状态时出现的磁场空洞。一般情况下磁力线的两端都会与太阳相连;但冕洞出现时,冕洞附近的磁力线是开放的——一端与太阳相连,而另一端伸向无尽的深空。

冕洞出现时,炽热的等离子体就会沿着这些开放的磁力线,飞向行星际空间,形成所谓的太阳风。但有一个疑问:这些等离子体是如何射向太空的呢?

一般的解释是,因为日冕非常炽热,它会自然扩张,其一部分会沿着磁力线逃逸。但新发现并不符合这一旧假说。太阳轨道器拍到的这些蠕虫一样的怪东西是等离子体微射流,它们位于太阳南极的一个冕洞内。它们的存在表明,太阳风的产生并不是一个持续和稳定的过程,而是高度间歇性的。

这些微射流所包含的能量极少。最强的X级太阳耀斑所包含的能量是最弱的所谓纳米耀斑的百亿倍以上。而这些微射流所包含的能量只有纳米耀斑的大约千分之一。微射流所包含的能量大部分都消耗在了等离子体发射上。

这些蠕虫般的微射流在太阳表面无处不在,它们射出的等离子体在太阳风中所占的比例可能相当可观。研究人员认为太阳表面可能还存在规模更小但发生得更为频繁的微射流,它们射出的等离子体可能更多。

目前太阳轨道器正在围绕太阳的赤道运行,因此观测太阳的南极时会受角度的限制。不过研究人员表示,随着太阳活动逐渐进入高峰期,太阳表面的多个纬度上都有可能出现冕洞;而探测器的轨道也会逐渐向太阳的两极衰减,几年后有机会获得新的观测角度。

在极紫波段上拍到的冕洞(黑色区域)。NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory

参考Solar Orbiter discovers tiny jets that could power the solar windhttps://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_discovers_tiny_jets_that_could_power_the_solar_windPicoflare jets power the solar wind emerging from a coronal hole on the Sunhttps://www.science.org/doi/10.1126/science.ade5801

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