[读懂科学]破解“百万摄氏度”太阳日冕之谜

Published 28 Jul.2023 07:20(KST)

ESA太阳轨道探测器观测高能磁场
“推测为日冕温度远高于表面的成因”

太阳最大谜团之一，是其表面与高层大气——日冕之间巨大的温度差。日冕远离发生氢聚变反应的太阳核心，但它的温度却远远高于表面（约摄氏6000度），高达约摄氏100万度。最近，科学家探测到一种似乎能加热日冕的高能磁场的存在，有望解开长期以来的这一疑问。

太阳。图片来源 NASA官网提供

比利时鲁汶天主教大学研究团队24日（当地时间）表示，他们利用欧洲航天局（ESA）与美国国家航空航天局（NASA）联合发射的“太阳轨道飞行器”（Solar Orbiter）上的极紫外成像仪（EUI），观测到去年10月太阳表面连续产生高能磁场的现象。相关论文已于同日发表在国际天文学期刊《天体物理学期刊快报》（Astrophysical Journal Letters）。

EUI可以探测太阳发射的高能极紫外线。借助这一仪器，研究团队发现，太阳表面上持续产生快速运动、剧烈翻涌的磁波，其尺度约为宽1万公里。研究团队认为，这些高能磁波就是将日冕加热到摄氏100万度的原因。计算结果显示，这一过程正在产生极为巨大的能量。

这一研究结果被寄予厚望，有望解开太阳最大谜团之一。80多年来，科学家一直试图查明太阳表面与日冕之间巨大温差的成因。参与研究的比利时鲁汶天主教大学教授Tom Van Doorsselaere在声明中表示：“越来越多证据显示，太阳日冕正是由磁场加热的。”

此前，关于日冕高温加热现象的秘密，科学界也曾找到另一条线索。2020年7月，欧洲航天局在公开太阳轨道飞行器的首批观测图像时表示，在太阳表面发现了正在爆发的小型火球。这些“虽小却相当于一个欧洲国家面积”的“营火（campfire）”在太阳表面数不胜数地发生。也就是说，太阳表面乍一看似乎平静，其实始终有无数小火焰在不断爆发。

欧洲航天局于2020年2月发射的太阳轨道飞行器，可以在接近太阳的轨道上拍摄包括极紫外线在内的全波段图像。利用地面天文望远镜也能对太阳进行高分辨率成像，但无法捕捉极紫外线，因为地球大气层起到过滤器的作用，将极紫外线阻挡在外。欧洲航天局的太阳轨道飞行器被设计成可承受高达摄氏600度的高温，在距离太阳约4200万公里的轨道上运行并开展观测。