太阳之谜已解开:太阳风如何席卷太阳系
两艘航天器的联合观测最终提供了确凿的证据来证实所提出的机制。
太阳目前正在释放一股带电粒子流。这是。这种流动如何达到惊人的速度一直是个谜,持续了几十年。两艘航天器和国际合作才找到答案:太阳附近的磁场有时会变得异常。
“快速”的太阳风以每秒约 500 公里(310 英里)的速度移动。但这并不是它逃离日冕(太阳极热的大气层)的速度。与日冕一样,太阳风的温度高达数百万度,预计它会在膨胀时冷却下来,就像喷雾罐在使用时冷却一样。然而,对于太阳风来说,冷却速度要慢得多。
动画展示了这些扭曲的波如何从太阳传播出去。
图片来源:NASA 戈达德太空飞行中心/概念图像实验室/Adriana Manrique Gutierrez
长期以来,人们一直认为这两个奇特且无法解释的特征之间存在联系。目前尚无明确的确定性,但一个有趣的假设是,阿尔文波可能是加速背后的原因。这些是太阳磁场的大规模振荡,最终有确凿的证据表明情况确实如此。
“我们的研究解答了太阳风如何产生能量这一巨大的悬而未决的问题,并帮助我们了解太阳如何影响其环境,以及最终如何影响地球,”史密森天体物理天文台这项研究的联合负责人 Yeimy Rivera 博士在一份声明中表示。陈述。“如果这一过程发生在我们当地的恒星上,那么很有可能这会为来自银河系其他恒星甚至更远的恒星提供动力,并可能对系外行星的宜居性产生影响。”
这一发现得益于两颗令人难以置信的探测器的共同努力:NASA 的以及欧洲航天局的。这艘飞船首次飞越太阳的距离比以往任何飞船都要近。后者正在以完全不同的方式观察我们的恒星。它们共同为太阳环境提供了开创性的见解。
“我们最初并没有意识到帕克和太阳轨道器测量的是同一种物质。帕克看到太阳附近这种速度较慢的等离子体充满了折返波,而太阳轨道器则记录到了一种快速的气流,这种气流已经吸收了热量,但波动活动很少,”天体物理中心的天体物理学家、这项研究的另一位联合负责人塞缪尔·巴德曼补充道。“当我们将两者联系起来时,那是一个真正的顿悟时刻。”
帕克测量了这股气流的能量,发现其中约 10% 的能量存在于磁场中。但当现在速度很快的太阳风到达太阳轨道器时,磁场能量只有 1%。结论显而易见:磁能被转移到了太阳风中。数据显示,这种交换是由一种称为“之字形”的现象造成的,这是阿尔文波的一个例子。
该信息图显示了折返曲线如何帮助加速太阳风。
图片来源:ESA
“这项新工作巧妙地将太阳谜题的一些重要部分拼凑在一起。越来越多的证据表明,太阳轨道器、帕克太阳探测器和其他任务收集的数据相结合,向我们表明,不同的太阳现象实际上是共同作用形成了这种非凡的磁环境,”欧洲航天局太阳轨道器项目科学家丹尼尔·穆勒在一份声明中补充道。陈述。
两个任务团队的工作仍在继续,他们进一步探索磁场和太阳风之间的联系。
讨论该结果的论文发表于科学。