據外媒報道，從穿越撒哈拉沙漠的沙丘到觀察北極的北極熊，一群被稱為“太陽風夏爾巴人(Solar Wind Sherpas)”的太陽科學家已經前往地極科學觀察日食。通過日食圖像，這些科學家們發現了一個關於太陽風及其稀薄的外層大氣–日冕的驚人發現。日冕只有在日食時才能完整地看到。
在全球十多年的日全食觀測中，該團隊注意到日冕保持了相當恆定的溫度，儘管該區域在11年的太陽周期內會發生動態變化。同時，太陽風–太陽從日冕釋放出的穩定粒子流貫穿整個太陽系–也符合同樣的溫度。
負責領導這項研究的夏威夷大學太陽研究人員Shadia Habbal指出：“日冕中太陽風源頭的溫度在整個太陽周期中幾乎是恆定的。這一發現出乎意料，因為日冕結構是由日冕中磁化等離子體分佈的變化驅動的，在11年的太陽磁周期中，日冕的分佈變化非常大。”
這項發表在《Astrophysical Journal Letters》上的新發現有助於科學家更好地理解太陽風。太陽風是空間天氣的一個關鍵組成部分，它可以影響電子硬件和太空中的宇航員活動。這些結果也可以幫助科學家們理解一個長期存在的太陽之謎：日冕是如何比低層大氣溫度高100多萬度的。
不僅只是漂亮的圖片
一個多世紀以來，科學家們一直利用日全食來更多地了解我們的宇宙–包括破譯太陽的結構和爆炸事件、尋找廣義相對論的證據甚至發現了一種新元素–氦。雖然被稱為日冕儀的儀器能夠模擬日蝕，但它們還不足以好到觀測到日全食期間所顯露的日冕的全部範圍。相反，天文學家必須到地球上遙遠的地區去觀測日冕。日冕約每12到18個月發生一次，持續時間只有幾分鐘。
研究團隊通過前往澳大利亞、利比亞、蒙古、俄勒岡等地的旅行從世界各地收集了14年來的高分辨率日全食圖像。他們使用裝有特殊濾光器的相機來捕捉日食，這樣來達到幫助他們測量來自日冕最內層粒子溫度的目的。
研究人員利用日冕中兩種常見的帶電鐵粒子發出的光來確定那裡物質的溫度。結果出乎意料地顯示，在太陽活動周期的不同時期，溫度較低的粒子的數量驚人地一致–這些粒子數量更豐富，被發現貢獻了太陽風的大部分物質。當太陽風的速度從185英里/秒升至435英里/秒的時候，這些稀疏的熱物質會隨着太陽活動周期變化更大。
參與這項新研究的夏威夷大學太陽研究員Benjamin Boe表示：“這意味着，無論是什麼在加熱日冕和太陽風的大部分，它都不是非常依賴於太陽的活動周期。”
這一發現令人驚訝，因為它表明，雖然大多數太陽風來自於大致恆定的溫度，但它們的速度也有可能非常不同。“所以現在的問題是，是什麼過程使太陽風源的溫度保持在一個恆定的值？”Habbal說道。
動態的太陽
該團隊還將日食數據跟NASA的高級成分探測飛船(ACE)的測量數據進行了比較。據悉，ACE位於距離地球100萬英里的太陽方向上，對揭示太陽風的動態成分也至關重要。動態風的變化速度是由與之相關的鐵電荷狀態的變化來區分。宇宙飛船的數據顯示，在變化的太陽風中看到的粒子的速度隨着跟它們相關的鐵電荷狀態的變化而變化。從日食觀測中發現的日珥周圍的高溫外殼被認為是動力風和偶爾的日冕物質拋射的原因–太陽爆發后釋放到空間的一大片太陽等離子體和嵌入的磁場。
雖然該團隊不知道太陽風源頭溫度相同的原因，但他們認為太陽風的速度取決於它們起源區域的密度，而密度本身是由底層的磁場決定的。快速飛行的粒子來自低密度區域，而較慢的粒子來自高密度區域。這可能是因為能量分佈在一個區域的所有粒子之間。所以在粒子較少的區域，每個粒子都有更多的能量。這類似於分生日蛋糕–如果人少，每個人就能獲得更多的蛋糕。
這些新發現為了解太陽風的特性提供了新的見解。太陽風是空間天氣的一個關鍵組成部分，它可以影響天基通信衛星和天文觀測平台。該團隊計劃繼續環球旅行以觀察日全食。他們希望他們的努力最終能為長期存在的太陽之謎提供新的解釋：日冕是如何達到遠高於太陽表面溫度的100萬度。