太阳磁场可能起源于太阳表面附近

   日期:2024-07-28     来源:本站    作者:admin    浏览:94    

  

  Sun's magnetic field may originate closer to the solar surface

  华盛顿:据研究人员称,导致本月袭击地球的太阳风暴并产生美丽极光的太阳磁场,可能起源于恒星内部较浅的深处,而不是之前认为的那样。

  太阳的外层30%是由搅动的气体组成的“海洋”,在太阳表面下超过13万英里(21万公里)。这项研究将新的理论模型与太阳观测航天器SOHO的观测结果进行了比较,提供了强有力的证据,证明它的磁场是在这个海洋的顶部附近产生的——向内小于5%,或大约20,000英里(32,000公里)——而不是像长期假设的那样在底部附近。

  研究人员说,除了提供对太阳动态过程的深入了解外,这些发现还可能提高预测太阳风暴的能力,并防范对电网、无线电通信和轨道卫星的潜在损害。

  大多数恒星都有磁场,这显然是由恒星内部超热气体的运动产生的。太阳不断变化的磁场促使太阳表面形成黑子(移动的黑色斑块),并引发太阳耀斑,将炽热的带电粒子喷射到太空中。

  苏格兰爱丁堡大学(University of Edinburgh)的应用和计算数学家、周三发表在《自然》(Nature)杂志上的这项研究的主要作者杰弗里?瓦西里(Geoffrey Vasil)表示:“太阳最上面5%到10%的区域,风非常适合通过一个迷人的天体物理过程产生丰富的磁场。”

  这一过程涉及太阳内部被称为等离子体的超热电离(带电)气体的旋转流动模式。

  太阳产生磁场的精确机制——科学家们称之为太阳发电机——在理论物理学中仍然是一个未解决的问题。这些研究人员假设这些流动模式是关键。

  “如果构成太阳的等离子体是完全静止的,我们知道太阳的磁场会随着时间的推移而衰减,不久之后,就不会有太阳黑子或其他太阳活动。然而,太阳中的等离子体在四处运动,这种运动能够再生和维持太阳的磁场,”伊利诺斯州西北大学的理论物理学家和研究合著者丹尼尔·勒科阿内说。

  太阳磁场以一种独特的模式起伏,太阳黑子——具有非常大磁场的区域——每11年出现一次,然后消失一次,使太阳成为Vasil所说的“一个巨大的磁钟”。

  “但我们还没有找到它是如何发生的完整故事。复杂的相互作用的流体运动(在这种情况下,太阳等离子体)最终驱动发电机,但我们还不能解释细节,”Vasil补充说。

  1612年,意大利博学家伽利略利用他发明的望远镜首次对太阳黑子进行了详细的观测。20世纪初,美国天文学家乔治·黑尔确定太阳黑子具有磁性。

  “我们仍然对这些讨厌的太阳黑子摸不着头脑,”Vasil说。

  本月抵达地球的强烈太阳风暴在天空中引发了明亮的极光,尽管地球的技术基础设施毫发无损。

  “偶尔,一群太阳黑子爆炸并向地球发射十亿吨热带电粒子,就像上周发生的那样,”Vasil说。

  但研究人员表示,像1859年发生的卡灵顿事件那样的强烈太阳风暴可能会造成数万亿美元的损失,并使数亿人失去电力供应。

  “你可以把磁场想象成橡皮筋。太阳表面附近的运动可以拉伸橡皮筋,直到它们断裂。破裂的磁场可以将物质向外发射到太空中,这就是所谓的太阳风暴。如果我们运气不好,这些风暴可能会向地球发射,对我们的卫星和电网造成重大破坏。”

 
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