據外媒報道，太陽長期以來一直引起科學家們的興趣。然而這個超熱等離子體球體–離地球最近的恆星–也是出了名地難以研究並由此留下了許多未解之謎。現在，研究人員對長期困擾太陽的現象“對流謎團”有了一個可能的答案。
最近發表在《Proceedings of The National Academy of Sciences》上的這一發現為了解太陽神秘的內部活動提供了一個新的窗口並可能對理解空間天氣帶來未來的啟示。
據了解，太陽有數個不同的區域。其中一個是對流區，約20萬公里(200米)，占太陽外層的30%。太陽核心核聚變產生的能量向外移動到太陽表面。當它到達對流區，能量會導致流體在稱為對流流的渦流和螺旋中旋轉。
科學家們認為，這些漩渦中最大的應該與對流區本身的大小差不多–20萬公里–並開始尋找這些所謂的“巨型細胞”。儘管研究了多年，但研究人員仍未能觀測到如此大的對流流，因此出現了這個難題。
“為什麼沒有觀察到典型的巨型細胞？為什麼以及如何觀察到跟數值模型相矛盾？”科羅拉多大學博爾德分校教授、應用數學系主任、這項研究的論文合著者之一Keith Julien說道。
來自悉尼大學的Geoffrey Vasil 、西南研究所的Nicholas Featherstone和Julien聯合展開的新研究表明，太陽的旋轉比研究人員之前認為的更重要。強烈的旋轉產生了細長的橢圓形對流流，其大小實際上是3萬公里，而不是20萬公里。
他們利用物理學、數學、氣象學和海洋學等多學科的方程和理論做出了這一理論預測。
“本質上，沒有巨型細胞，”Julien說道，“這種長期以來的信念或對它們的搜尋可能有點轉移注意力。旋轉提供了不同的流體流動結構，在這些尺度下最大可達30米。”
Julien表示，這些發現意義重大，因為它們為一個存在了幾十年的科學問題提供了解決方案。
不過除此之外，更多地了解太陽對流區可能有助於科學家更好地了解太陽磁場–被稱為全球太陽發電機的一種現象。
Julien說道：“太陽的全球發電機磁場對太空天氣有影響，這真的很重要。如果不了解發電機是如何工作的，我們就無法對太空天氣有更多的了解。”
由於太陽磁場會對衛星和國際空間站造成阻力，所以研究人員、政府和公司都對它表現出了特別的興趣。
另外，它還有可能造成災難性的破壞。太陽的磁場以太陽黑子的形式出現在其表面，而太陽黑子有時會爆發並向地球拋射放射性等離子體。
Vasil指出：“一場大型太陽活動可以在幾天內輕易摧毀全球價值10萬億美元的基礎設施。我們只有幾個小時來做點什麼。相比之下，它可能會讓目前在全球肆虐的大流行看起來更小。一次大的太陽活動可能意味着全球沒有通信或電力。這是一個巨大的風險，幾乎沒有人知道。”
這些發現並沒有直接回答關於太陽磁場的問題，但它們在理解全球太陽發電機的征程上邁出了重要的一步，其他研究人員可以以此為基礎。
在短期內，這些發現為進行太陽數值模擬的研究人員提供了一個新的約束條件，他們現在可以更好地理解模擬太陽旋轉的挑戰。“到目前為止，發電機模型還沒有適當地考慮到旋轉這個因素，”Vasil指出。
研究人員希望他們或其他科學家能從數學上證實他們的預測並最終實際觀測到太陽中的對流流動。
更廣泛地說，這些發現讓我們離揭開太陽的神秘面紗又近了一步。太陽維持着我們的存在並掌握着許多關於宇宙自身進化的線索。
“太陽是生命的賜予者，但它也有很多奇怪之處，”Julien說道，“我們的宇宙是由恆星組成的，我們知道恆星也跟行星系統有關，所以從普遍的科學角度了解我們最近的行星系統和我們最近的恆星是非常重要的–我們來自哪裡？我們是怎麼到這兒來的？”