太阳大气为何如此炎热之谜即将解开

太阳动力学观测站观测到的日冕环。NASA/SDO
日冕是环绕太阳的等离子体光环,蕴含着巨大的谜团。它比太阳表面热得多,我们不知道这是如何发生的。人们提出了许多理论来解释日冕加热问题,但我们还没有一个统一的解决方案。现在,一项新发现可能为太阳科学家提供解释这一难题所需的信息。
研究小组发现,铁离子似乎被太阳表面附近区域的磁场和电流所捕获。由于研究日冕是通过监测这些离子来进行的,因此我们可能错过了始于太阳表面并加热日冕的能量事件。该研究结果发表在天体物理学杂志。
太阳表面的温度约为 5,500°C (10,000°F),但日冕的温度可高达数百万度。为了测量日冕的温度,科学家观察了哪些元素失去了电子并被电离。在如此高的温度下,我们的高能望远镜可以发现最重的元素,如铁。这项研究表明,日冕中的能量可能比之前认为的要多。
“我们知道,在光球层(太阳表面)和日冕的交界处发生了一些非常有趣的事情,因为这两层之间的化学成分存在明显差异,而且交界处的等离子体温度急剧上升,”新泽西理工学院的主要作者格雷戈里·弗莱什曼教授在一篇论文中说道。陈述。
研究中发现的离子阱位于日冕环的底部——日冕环是受太阳表面强磁场引导的巨大带电等离子体弧。该团队利用美国宇航局的太阳动力学观测站发现了离子阱。结合对太阳电场和磁场的最新测量,研究人员可以更全面地了解正在发生的事情。
“在这些观测之前,我们只考虑了充满重离子的日冕环,但无法解释缺乏重离子的通量管,”弗莱什曼补充道。“现在,所有这些不太了解的现象都有了我们可以观察到的坚实的物理基础。我们能够更好地量化日冕的热结构,并更清楚地了解为什么太阳大气中的离子分布在空间上不均匀,并且随时间变化。”
这项研究为我们了解太阳的复杂行为提供了急需的见解,并有望帮助天文学家最终解释日冕的奥秘。