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终于破解太阳磁波60年之谜!远离太阳表面的日冕,反而更热

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发表于 2020-11-16 16:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
终于破解太阳磁波60年之谜!远离太阳表面的日冕,反而更热

Original 手机软件:博科园 天文物理 1 week ago

终于破解太阳磁波60年之谜!贝尔法斯特女王大学的一名科学家带领一个国际团队取得了开创性发现,即为什么太阳的电磁波在从表面浮现时会增强和增长,这可能有助于解开太阳日冕如何保持数百万华氏度温度的谜团。60多年来,对太阳的观察表明,当电磁波离开太阳内部时,它们的强度会增加,但到目前为止,还没有确凿的观测证据来解释为什么会出现这种情况。日冕的高温也一直是个谜,通常离热源越近,感觉就越暖和。
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然而,这与发生在太阳上的情况正好相反,太阳的外层比其表面的热源更热。很长一段时间以来,科学家们一直认为,磁波将能量从太阳巨大的内部能量储存库(由核聚变提供动力)输送到其大气层外部区域。因此,了解磁波是如何产生并在整个太阳中传播的,对研究人员来说非常重要。
该小组包括来自五个国家的13名科学家和11个研究所,其中包括埃克塞特大学、诺森比亚大学、欧洲航天局、西班牙天体物理学研究所,挪威奥斯陆大学、意大利航天局和美国加州州立大学北岭分校等。专家们组成了一个名为“低层太阳大气波(WaLSA)”的联盟来进行这项研究,并使用美国国家科学基金会位于新墨西哥州的邓恩太阳望远镜先进高分辨率观测来研究这些波。贝尔法斯特女王大学数学和物理学院的大卫·杰斯博士领导了该专家小组并解释说:
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这种对磁波动的新理解可能有助于科学家揭开,为什么太阳外层比其表面更热谜题中缺失的一块。通过将太阳的光分解成基本颜色,能够检查其大气中周期表中某些元素的行为,包括硅(形成于太阳表面附近),钙和氦(形成于色球中,波放大最明显)。元素变化使得太阳等离子体的速度得以揭示,它们发展的时间尺度是基准的,这使得太阳波动频率可以被记录下来。
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这类似于一个复杂的音乐合奏,是如何通过可视化它的乐谱来解构成基本音符和频率。然后,研究小组使用超级计算机通过模拟来分析数据,发现波的放大过程可以归因于“声波谐振器”的形成,在这种谐振器中,太阳表面和外部日冕之间温度的显著变化,创造了部分反射的边界,并起到了俘获波的作用,使它们得以加强并显著增强强度。
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同时还发现,谐振腔的厚度(显著的温度变化之间的距离)是控制检测到波动特征的主要因素之一。研究发现的效果类似于声学吉他,如何通过中空体的形状改变它发出的声音。如果想到这个类比,就可以看到在太阳中捕获的波,如何在离开其表面并向外层和外部移动时增长和变化。围绕太阳电磁波奥秘的大门,这项新研究提供了一个新的理解,这是解释日冕加热问题的关键一步,距离太阳表面几千公里的温度比热源本身更热。

博科园|研究/来自:贝尔法斯特女王大学
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