科學家在理解“日冕加熱問題”方面取得重要進展

據CNET報道，在10000華氏度的溫度下，太陽的表面似乎會是我們太陽系中最熱的地方之一。但是在其大氣層的最外層，即日冕，溫度可以達到100倍以上。為什麼呢？這是一個讓科學家們困惑了幾十年的謎團。這被稱為“日冕加熱問題”。

利用一台超級計算機，天體物理學家已經能夠調和關於日冕極端熱量的兩個主要理論，並顯示它們與美國宇航局（NASA）的帕克太陽探測器的觀測結果完全吻合，這個小機器人最近成為第一個“觸摸太陽”的航天器。

他們的研究報告周四發表在《自然-天文學》雜誌上，使用太陽日冕一小塊的六維模擬來分析粒子是如何被加熱的，以及它們如何與這個巨大的“熔爐”的磁場互動。

新西蘭奧塔哥大學的天體物理學家Jonathan Squire表示：“我們的研究結果的好處是，它把以前的兩個理論聯繫在一起，而這兩個理論都被研究得非常透徹。”這些理論圍繞着“湍流”和一種被稱為“離子迴旋波”的磁波展開，前者通過將能量從靠近太陽的地方向外轉移來加熱日冕。這些理論都有漏洞，與航天器和望遠鏡的觀測結果不一致。他們難以解釋日冕如何能夠自行變得如此之熱。

因此，Squire和研究合著者們問道：“好吧，為什麼我們不同時擁有這兩者？”他們進行的計算機模擬顯示，湍流驅動着離子迴旋波，“這有效地將兩種理論中的‘好的部分’單獨保留下來，”Squire說。

儘管該團隊在這篇論文中沒有直接使用來自NASA太陽探測器的數據，但它確實提供了一個比較點，其數據似乎與太陽模擬獲得的數據相吻合，使研究人員對他們的模擬充滿信心。這並不一定意味着“日冕加熱問題”得到了解決，但是Squire說該團隊在理解這一現象方面取得了重要進展。

他指出，“可能有多種不同的機制在太陽的不同部分運作”，不同的機制可能以不同的方式加熱日冕。

日冕–以及從太陽中吹出的太陽風–可以對地球造成嚴重破壞。它們在太空中發出的粒子可以引起地磁暴，擾亂我們星球的磁場，並擾亂衛星。

2月初，一批最近發射的SpaceX Starlink衛星在發射后被地磁暴擊中，使這些寬帶衛星無法到達預期的軌道，因此註定要失敗。它們最終墜落回地球，在大氣層中燃燒起來。

Squire表示，這些風暴之所以如此猛烈，一定與日冕和太陽風的加熱方式有關。“為了更好地預測空間天氣和地磁暴，”Squire說，“我們必須更多地了解日冕的工作原理。”