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科學家們已經接近解決太陽的一個奇怪特徵

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關於太陽有很多問題,但在 ESA 的太陽軌道飛行器的幫助下,科學家們似乎越來越接近於回答至少其中一個問題。 探測器收集的數據表明,微小磁場線的不斷重新連接可能至少是太陽某些部分比其他部分熱得多的部分原因。

太陽表面的溫度約為 5500°C,這對於此類恆星來說是很正常的。 然而,太陽大氣層中的物質在遠離表面後變得更熱——在被稱為日冕的上層,它達到 2 萬攝氏度。 科學家們從 1940 年代就知道這種逆溫現象,但他們根本不知道它為什麼會存在。 目前,解釋這種現象的主要候選者之一是永久性小尺度磁重聯。

科學家們已經接近解決太陽的一個奇怪特徵

大規模的磁重聯是眾所周知的。 大多數恆星都是熱等離子體的湍流球,一種由與電磁力積極相互作用的帶電粒子組成的液體。 也就是說,像太陽這樣的物體充滿了極其複雜的磁場。 在太陽大氣層的最深處,即光球層之外,磁力線可能會糾纏、拉伸、斷裂,然後重新連接。 這會導致巨大的能量爆發,為太陽耀斑和日冕物質拋射提供燃料。

科學家假設,在較小的規模上,統一事件將能量“注入”日冕,為其提供熱源。 然而,太陽又熱又亮,很難觀察——科學家們沒有可以記錄這一過程的儀器。 這就是太陽軌道飛行器發揮作用的地方。 ESA 的太陽探測器於 2020 年 月發射,以稍微危險的距離接近這顆恆星,以詳細研究其活動。

在第一次接近時,航天器看到了驚人的東西。 極紫外範圍內的超高分辨率圖像顯示,磁重聯發生在太陽的絕對微小尺度上——只有 390 公里寬。 這真是令人難以置信——科學家們能夠從比大峽谷的長度略小的太陽表面研究這一現象。

在一個小時內,航天器記錄了一個稱為零點的點,磁場強度降至零。 這就是磁重聯點。 在此期間,零點的溫度一直維持在一千萬攝氏度左右的水平。 這就是所謂的“軟”重連,但在零點處也觀察到了更活躍的重連階段。 它持續了大約 10 分鐘,表明這兩種類型的事件同時發生,而且發生的規模比科學家之前預測的要小。

這兩種類型的重聯將質量和能量傳遞到它們上方的日冕,提供了一個熱源,至少可以部分解釋逆溫現象。 數據還表明,即使在太小以至於太陽軌道飛行器無法捕獲的尺度上,也可能會發生重新連接。 然而,探測器必須靠得更近,才能獲得分辨率更高的圖像。 但科學家們已經初步掌握了太陽表面發生小規模永久磁重聯的證據,這證實了日冕如何升溫的假說

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