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漫游者已经飞得足够近,以发现难以捉摸的太阳风的来源:ScienceAlert

漫游者已经飞得足够近,以发现难以捉摸的太阳风的来源:ScienceAlert

从太阳表面附近吹来的风已经被一个大胆的太阳探测器返回到它们的源头,其大胆程度可与伊卡洛斯相媲美。

2021 年 11 月,A.J 帕克太阳探测器 掠过头发的声音 850万公里 距离太阳(530 万英里),这一成就使她能够发现太阳风的确切结构,因为它通过太阳日冕或大气中的一个洞将大量带电粒子冲入太阳系。

加州大学斯图尔特贝尔领导的一组物理学家表示,探测器的读数让我们最接近地了解快速太阳风是如何产生的,这表明某种类型的磁重联是驱动这种强大自然力的原因. ,伯克利和马里兰大学帕克分校的 James Drake。

“风将大量信息从太阳带到地球,因此了解太阳风背后的机制对于地球上的实际原因很重要,” 德雷克解释道。

“这将影响我们了解太阳如何释放能量和驱动地磁风暴的能力,这对我们的通信网络构成威胁。”

日冕洞看起来有点令人不安,但它们是一种正常的太阳现象。 太阳是 磁乱而且,正如您在下面的可视化中看到的,其磁场的许多变化表现为日冕中的现象。 当磁力线打开并向外扩展而不是形成闭环时,就会出现冕洞。

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结果是在日冕中形成了一个温度较低、密度较低的等离子体块。 光看太阳是看不到它的(不是说你应该不戴护目镜看太阳,只是不要),但它会显得更暗 强烈的紫外线波长.

从这些地区吹出强烈的太阳风。 不受通常磁场的约束,这些风以每秒 800 公里(500 英里)的速度在太空中疾驰, 快两倍 作为平均太阳风。

它将带电粒子吹入太阳系; 在地球上,它们可以与我们的高层大气相互作用,产生令人惊叹的极光,并干扰卫星运行和无线电通信。

在太阳11年的活动周期中,冕洞随时可能出现。 当太阳处于最低活动点或太阳活动极小期时,它往往会在两极附近徘徊。 但是在太阳最大时,当太阳的磁极转换位置,然后活动减少时,日冕孔越来越多,在各个纬度看起来都很漂亮,而且快速的太阳风向我们的方向吹来。

当帕克于 2021 年 11 月接近太阳时,其中一个日冕洞被偶然定位,因此探测器可以收集迄今为止对这些区域之一的最近观测。

该团队表示,由此产生的数据显示日冕洞看起来有点像莲蓬头。 大致均匀分布的射流从磁场线“穿过”进出太阳表面的地方出现。

2013 年出现在太阳上的日冕洞(NASA SDO)

“光球上布满了​​对流细胞,就像一锅开水,大范围的对流流动被称为超螺旋” 贝尔解释.

“当这些超颗粒细胞相遇并向下移动时,它们会将路径中的磁场拉入这种漏斗中。磁场在那里变得非常强烈,因为它被堵塞了。

“这有点像一个磁场勺子流入下水道。那些小排水沟的空间分离,那些锥体,就是我们现在在太阳探测器数据中看到的。”

在太阳上磁性复杂的地方,事情可能会变得有点疯狂。 磁场线交织在一起,拾起并重新连接。 磁重联是一个释放大量能量的剧烈过程。

帕克接近太阳的艺术家概念图。 (美国宇航局)

产生太阳风的一种可能方法是在称为交换重联的过程中重新连接开放和封闭的磁场。 另一种可能的解释是日冕孔中的电磁波加速了粒子,称为阿尔文波,由对流和磁场之间的相互作用产生。

帕克研究人员发现,这些粒子以令人难以置信的高速行进,是平均太阳风速度的 10 到 100 倍。 他们说,与阿尔文波加速相比,这与重新连接更一致和一致 基于帕克数据的其他最新发现.

“重要的结论是,正是这些转换结构内的磁重联为快速太阳风提供了能量来源,”他说。 贝尔说.

“它不仅来自日冕孔中的任何地方,它就建在这些超颗粒细胞的日冕孔下方。它来自这些与对流相关的小磁能束。我们认为我们的结果是强有力的证据表明它是重新连接的那个。”

结果发表在 自然.

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