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科学家们已经接近解决太阳的一个奇怪特征

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关于太阳有很多问题,但在 ESA 的太阳轨道飞行器的帮助下,科学家们似乎越来越接近于回答至少其中一个问题。 探测器收集的数据表明,微小磁场线的不断重新连接可能至少是太阳某些部分比其他部分热得多的部分原因。

太阳表面的温度约为 5500°C,这对于此类恒星来说是很正常的。 然而,太阳大气层中的物质在远离表面后变得更热——在被称为日冕的上层,它达到 2 万摄氏度。 科学家们从 1940 年代就知道这种逆温现象,但他们根本不知道它为什么会存在。 目前,解释这种现象的主要候选者之一是永久性小尺度磁重联。

科学家们已经接近解决太阳的一个奇怪特征

大规模的磁重联是众所周知的。 大多数恒星都是热等离子体的湍流球,一种由与电磁力积极相互作用的带电粒子组成的液体。 也就是说,像太阳这样的物体充满了极其复杂的磁场。 在太阳大气层的最深处,即光球层之外,磁力线可能会纠缠、拉伸、断裂,然后重新连接。 这会导致巨大的能量爆发,为太阳耀斑和日冕物质抛射提供燃料。

科学家假设,在较小的规模上,统一事件将能量“注入”日冕,为其提供热源。 然而,太阳又热又亮,很难观察——科学家们没有可以记录这一过程的仪器。 这就是太阳轨道飞行器发挥作用的地方。 ESA 的太阳探测器于 2020 年 月发射,以稍微危险的距离接近这颗恒星,以详细研究其活动。

在第一次接近时,航天器看到了惊人的东西。 极紫外范围内的超高分辨率图像显示,磁重联发生在太阳的绝对微小尺度上——只有 390 公里宽。 这真是令人难以置信——科学家们能够从比大峡谷的长度略小的太阳表面研究这一现象。

在一个小时内,航天器记录了一个称为零点的点,磁场强度降至零。 这就是磁重联点。 在此期间,零点的温度一直维持在一千万摄氏度左右的水平。 这就是所谓的“软”重连,但在零点处也观察到了更活跃的重连阶段。 它持续了大约 10 分钟,表明这两种类型的事件同时发生,而且发生的规模比科学家之前预测的要小。

这两种类型的重联将质量和能量传递到它们上方的日冕,提供了一个热源,至少可以部分解释逆温现象。 数据还表明,即使在太小以至于太阳轨道飞行器无法捕获的尺度上,也可能会发生重新连接。 然而,探测器必须靠得更近,才能获得分辨率更高的图像。 但科学家们已经初步掌握了太阳表面发生小规模永久磁重联的证据,这证实了日冕如何升温的假说

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