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我們這些太陽觀測(cè)愛好者都享受太陽的美麗。這些年里，公眾和天文學(xué)家都以同樣的方式觀測(cè)到了太陽不穩(wěn)定和不斷變化的大氣狀況。在我們的眼前，巨大的間歇泉噴射出的熱氣體以每小時(shí)數(shù)萬公里的速度沖向日冕。每隔幾分鐘，它們就會(huì)爆發(fā)并達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)?，F(xiàn)在一組科學(xué)家已經(jīng)利用日出號(hào)飛行器來尋找這些噴泉的源頭和前身天體——穿過太陽大氣層的巨大磁性結(jié)構(gòu)。 ? ? ? ?

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這張圖片是日出號(hào)衛(wèi)星在2007年1月12日拍攝的影像，揭露了日冕的絲狀性質(zhì)。圖源：wiki

這組科學(xué)家利用日出號(hào)飛行器和電腦仿真模擬太陽環(huán)境得出了一系列的研究成果。2008年在貝爾法斯特舉辦的英國皇家天文學(xué)會(huì)天文學(xué)年會(huì)上，團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人、來自倫敦大學(xué)學(xué)院的瑪拉德空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的米歇爾·默里博士，發(fā)布了他們的最新研究結(jié)果。日出號(hào)自從2006年10月發(fā)射后，科學(xué)家已經(jīng)利用它測(cè)試并得到了大量的關(guān)于太陽大氣的詳細(xì)數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)。其中極紫外線成像光譜儀是最重要的儀器。極紫外線成像光譜儀生成了太陽的圖像并且給出了那些快速移動(dòng)的氣體的速度。 ? ? ? ?

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日出號(hào) 圖源：Wiki

在太陽的磁力噴泉的核心中，巨大的熱氣體噴流由于不斷增長(zhǎng)的壓力而噴向表面。這就像是早期的間歇泉，當(dāng)壓力釋放后氣體就會(huì)返回太陽表面。但，是什么造成了這些壓力的產(chǎn)生？這與陸地上的火山的噴發(fā)活動(dòng)的現(xiàn)象并不相同，太陽噴泉是由于太陽磁場(chǎng)連續(xù)不斷的重新排列，而導(dǎo)致壓力增加與減少的一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)。

“極紫外成像攝譜儀已經(jīng)觀測(cè)到了史無前例的太陽噴泉的細(xì)節(jié)，這使得我們第一次縮小了噴泉的起源范圍，”評(píng)論小組的成員、瑪拉德空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究生黛布·貝克說“我們利用電腦來復(fù)制太陽環(huán)境進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，使我們能夠找到是什么導(dǎo)致了噴泉的產(chǎn)生。”

由日本航天局和美國國家航天局聯(lián)合發(fā)射的日出號(hào)太陽觀測(cè)衛(wèi)星現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了太陽同步軌道，這允許它可以每次進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)月、不被打斷的太陽觀測(cè)活動(dòng)。日出號(hào)通過使用太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、極紫外線成像光譜儀和X射線望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了太陽磁場(chǎng)和它的日冕之間的相互作用，這加深了我們對(duì)太陽磁場(chǎng)易變形成因的理解。

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展示太陽周期中太陽磁流結(jié)構(gòu)的繪圖 ?圖源：Wiki

“電腦實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，當(dāng)太陽磁場(chǎng)的一個(gè)新部分通過太陽表面的時(shí)候，它會(huì)生成一個(gè)連續(xù)不斷的噴泉循環(huán)，”默里博士解釋道：“但是新磁場(chǎng)在太陽表面會(huì)不斷地浮現(xiàn)，所以我們利用日出號(hào)的觀測(cè)結(jié)果解釋了大量噴泉出現(xiàn)的原因?！?/span>

太陽磁場(chǎng)在整個(gè)太陽表面變化。它的極性場(chǎng)為1-2高斯（0.0001-0.0002特斯拉），而太陽上的太陽黑子的特征通常為3000高斯（0.3特斯拉），日珥為10-100高斯（0.001-0.01特斯拉）。

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(A)是冕環(huán)連接相對(duì)的磁極；(B)是單一磁極的冕洞區(qū)域。 圖源：Wiki

磁場(chǎng)的時(shí)間和地點(diǎn)都會(huì)發(fā)生改變。11年太陽活動(dòng)準(zhǔn)周期是最突出的變異，這期間太陽黑子在數(shù)量和尺寸上都會(huì)發(fā)生興衰變化。

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? ? ?有時(shí)太陽黑子用肉眼即可觀察到，但觀察前應(yīng)當(dāng)做足保護(hù)措施 ?圖源：Wiki

太陽黑子是在太陽光球上可見的黑色斑點(diǎn)，它與太陽磁場(chǎng)集中的部分相一致。在那里，對(duì)流的熱氣流從太陽內(nèi)部到太陽表面的流動(dòng)被阻礙了。因此造成了太陽黑子的溫度比周圍的光球的溫度要低一點(diǎn)，所以它們看起來是黑色的。在一個(gè)典型的太陽活動(dòng)極小期中，幾乎看不到太陽黑子，有時(shí)人們完全看不到它們。太陽黑子通常出現(xiàn)在太陽的高緯度地區(qū)。當(dāng)太陽進(jìn)入太陽活動(dòng)極大期后，太陽黑子出現(xiàn)的位置更靠近太陽的赤道，這種現(xiàn)象被稱為史波勒定律。最大的太陽黑子的直徑可達(dá)數(shù)萬公里。

成對(duì)的蝴蝶圖顯示出史波勒定律的行為，縱軸為太陽黑子所在的緯度，橫軸為時(shí)間。 ? ? ? ?

? ? ? 圖源：Wiki

11年太陽黑子周期是一個(gè)22年巴布科克-萊頓發(fā)電機(jī)循環(huán)的一半時(shí)間，這與太陽環(huán)向磁場(chǎng)和極向磁場(chǎng)之間能量的振蕩交換是一致的。在太陽活動(dòng)極大期期間，外極向偶極磁場(chǎng)接近發(fā)電機(jī)循環(huán)的最小強(qiáng)度，而在測(cè)速直線內(nèi)通過差分旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的內(nèi)環(huán)面四極磁場(chǎng)接近其最大強(qiáng)度。發(fā)電機(jī)循環(huán)的這個(gè)點(diǎn)上，對(duì)流區(qū)內(nèi)的浮力上升流迫使環(huán)形磁場(chǎng)穿過光球?qū)映霈F(xiàn)，并形成一對(duì)太陽黑子，大致呈東西向排列，且覆蓋區(qū)具有相反的磁極性。這對(duì)太陽黑子在每一個(gè)太陽活動(dòng)周內(nèi)會(huì)對(duì)調(diào)磁極性，這種現(xiàn)象被稱為海爾定律。

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作者：universetoday

FY：瓷熒

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