終于破解太陽(yáng)磁波60年之謎！貝爾法斯特女王大學(xué)的一名科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)取得了開(kāi)創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，即為什么太陽(yáng)的電磁波在從表面浮現(xiàn)時(shí)會(huì)增強(qiáng)和增長(zhǎng)，這可能有助于解開(kāi)太陽(yáng)日冕如何保持?jǐn)?shù)百萬(wàn)華氏度溫度的謎團(tuán)。

60多年來(lái)，對(duì)太陽(yáng)的觀察表明，當(dāng)電磁波離開(kāi)太陽(yáng)內(nèi)部時(shí)，它們的強(qiáng)度會(huì)增加，但到目前為止，還沒(méi)有確鑿的觀測(cè)證據(jù)來(lái)解釋為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況。日冕的高溫也一直是個(gè)謎，通常離熱源越近，感覺(jué)就越暖和。

然而，這與發(fā)生在太陽(yáng)上的情況正好相反，太陽(yáng)的外層比其表面的熱源更熱。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，磁波將能量從太陽(yáng)巨大的內(nèi)部能量?jī)?chǔ)存庫(kù)（由核聚變提供動(dòng)力）輸送到其大氣層外部區(qū)域。因此，了解磁波是如何產(chǎn)生并在整個(gè)太陽(yáng)中傳播的，對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)非常重要。該小組包括來(lái)自五個(gè)國(guó)家的13名科學(xué)家和11個(gè)研究所，其中包括?？巳卮髮W(xué)、諾森比亞大學(xué)、歐洲航天局、西班牙天體物理學(xué)研究所，挪威奧斯陸大學(xué)、意大利航天局和美國(guó)加州州立大學(xué)北嶺分校等。

專家們組成了一個(gè)名為“低層太陽(yáng)大氣波(WaLSA)”的聯(lián)盟來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)研究，并使用美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)位于新墨西哥州的鄧恩太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡先進(jìn)高分辨率觀測(cè)來(lái)研究這些波。貝爾法斯特女王大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)院的大衛(wèi)·杰斯博士領(lǐng)導(dǎo)了該專家小組并解釋說(shuō)：這種對(duì)磁波動(dòng)的新理解可能有助于科學(xué)家揭開(kāi)，為什么太陽(yáng)外層比其表面更熱謎題中缺失的一塊。通過(guò)將太陽(yáng)的光分解成基本顏色，能夠檢查其大氣中周期表中某些元素的行為，包括硅(形成于太陽(yáng)表面附近)，鈣和氦(形成于色球中，波放大最明顯)。

元素變化使得太陽(yáng)等離子體的速度得以揭示，它們發(fā)展的時(shí)間尺度是基準(zhǔn)的，這使得太陽(yáng)波動(dòng)頻率可以被記錄下來(lái)。這類似于一個(gè)復(fù)雜的音樂(lè)合奏，是如何通過(guò)可視化它的樂(lè)譜來(lái)解構(gòu)成基本音符和頻率。然后，研究小組使用超級(jí)計(jì)算機(jī)通過(guò)模擬來(lái)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)波的放大過(guò)程可以歸因于“聲波諧振器”的形成，在這種諧振器中，太陽(yáng)表面和外部日冕之間溫度的顯著變化，創(chuàng)造了部分反射的邊界，并起到了俘獲波的作用，使它們得以加強(qiáng)并顯著增強(qiáng)強(qiáng)度。

同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，諧振腔的厚度（顯著的溫度變化之間的距離）是控制檢測(cè)到波動(dòng)特征的主要因素之一。研究發(fā)現(xiàn)的效果類似于聲學(xué)吉他，如何通過(guò)中空體的形狀改變它發(fā)出的聲音。如果想到這個(gè)類比，就可以看到在太陽(yáng)中捕獲的波，如何在離開(kāi)其表面并向外層和外部移動(dòng)時(shí)增長(zhǎng)和變化。圍繞太陽(yáng)電磁波奧秘的大門(mén)，這項(xiàng)新研究提供了一個(gè)新的理解，這是解釋日冕加熱問(wèn)題的關(guān)鍵一步，距離太陽(yáng)表面幾千公里的溫度比熱源本身更熱。

博科園｜研究/來(lái)自：貝爾法斯特女王大學(xué)

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