这可以解释即使远离太阳,太阳风也能加速。
美国宇航局太阳动力学天文台在极紫外光下捕捉到的太阳耀斑。 在这里,我们看到一个炽热的橙色和黑色球体,并且在某一时刻发生了白热爆炸。 (图片来源:NASA/SDO)
科学家们捕捉到了太阳磁场快速改变方向的第一个直接证据,这有助于解释将粒子抛过太阳系的神秘力量。
研究人员使用由欧洲航天局(ESA)开发并与美国宇航局联合运行的太阳轨道器探测器观察到这一现象。该探测器于 2020 年 2 月发射到围绕太阳的近距离轨道,今年 3 月首次发现了我们恒星磁场的异常。使用它的梅蒂斯日冕仪来阻挡太阳圆盘的眩光并聚焦在它的边缘,探测器捕捉到了从太阳日冕或高层大气中流出的纤细等离子体的卷须中令人费解的 S 形弯曲的图像。
科学家们说,S形扭结是太阳磁场突然逆转的证据——这是一个长期假设的过程,被称为磁折返。此前,诸如太阳神 1 号和 2 号探测器以及美国宇航局的帕克太阳探测器等航天器已经检测到太阳磁场发生转换的间接证据,但这是第一次捕获到直接和可见的折返证据。研究人员于 9 月 12 日在《天体物理学杂志快报》上发表了他们的发现。
主要作者、意大利都灵国家天体物理研究所天体物理天文台的天体物理学家 Daniele Telloni 在一份声明中说:“我会说,这第一张日冕中磁折返的图像揭示了它们起源的奥秘。” .
太阳轨道飞行器于 3 月 25 日拍摄了这个扭结,就在前一天,它近距离飞越太阳,将探测器带入水星轨道。在将图像与同时拍摄的太阳表面图像进行比较后,科学家们意识到 S 形扭结出现在太阳黑子上方。
太阳黑子是太阳上较冷、较暗的斑块,由太阳带电等离子体的流动产生强大的打结磁场。反过来,这些场可以以不同的方式影响等离子体,具体取决于它们是形成开环还是闭环。
封闭的磁场从太阳表面的一个点出现,然后又潜入另一个点,在恒星上方形成巨大的环形带电气体弧。当这些细丝坍塌时,它们会释放出称为太阳耀斑的辐射爆发,并会发射出称为日冕物质抛射 (CME) 的太阳能材料爆炸射流。开放的磁场线以不同的方式表现;它们延伸到遥远的太空并与太阳系的磁场相连,形成一条高速行星际高速公路,来自太阳的粒子(太阳风)可以流过数十亿英里。
在像我们这样具有强磁场的行星上,行星的磁场或磁层会吸收来自太阳风的大量太阳碎片,从而引发强大的地磁风暴。在地球上的这些风暴期间,高能粒子波会轻微压缩我们的磁场。然后,这些粒子沿着两极附近的磁场线滴下并搅动大气中的分子,以光的形式释放能量,创造出五颜六色的极光,例如构成北极光的极光。
研究人员认为,折返发生在太阳黑子上方,封闭的磁场线断裂并与开放的磁场线连接。就像鞭打鞭子一样,当 S 形折线被送入太空时,这会释放出一股能量。
这些折返存在的证据可以帮助科学家了解太阳风是如何在远离太阳的情况下加速和升温的。
欧空局太阳轨道器项目科学家丹尼尔·穆勒 (Daniel Müller) 在声明中说:“这正是我们对太阳轨道器所希望的结果。” “在每个轨道上,我们从我们的十个仪器套件中获得更多数据。基于这样的结果,我们将微调计划为太阳轨道器下一次太阳相遇的观测,以了解太阳连接到更广泛的磁场的方式“