最新研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)表面任何時(shí)候都存在大約11000個(gè)超級(jí)磁場(chǎng)龍卷風(fēng) _太陽(yáng)

太陽(yáng)龍卷風(fēng)3D模擬形態(tài)

望遠(yuǎn)鏡所觀測(cè)到的太陽(yáng)龍卷風(fēng)
【最新研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)表面任何時(shí)候都存在大約11000個(gè)超級(jí)磁場(chǎng)龍卷風(fēng)】據(jù)美國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)站報(bào)道，挪威奧斯陸大學(xué)天體物理學(xué)家一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn) ，太陽(yáng)表面任何時(shí)候都存在大約11000個(gè)超級(jí)磁場(chǎng)龍卷風(fēng) ，而且每一個(gè)超級(jí)磁場(chǎng)龍卷風(fēng)的規(guī)模都有美國(guó)的面積那樣大。天體物理學(xué)家利用太空望遠(yuǎn)鏡和地面望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)在太陽(yáng)表面發(fā)現(xiàn)了14個(gè)此類超級(jí)龍卷風(fēng) 。
據(jù)天體物理學(xué)家介紹，每一個(gè)超級(jí)龍卷風(fēng)由熾熱的旋渦狀等離子體組成，高約2900千米，每小時(shí)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)速度達(dá)14500千米。早在2008年，這個(gè)太陽(yáng)研究團(tuán)隊(duì)就已首次發(fā)現(xiàn)了這種太陽(yáng)超級(jí)龍卷風(fēng)，但直到最近才確認(rèn)它們的存在。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人之一、挪威奧斯陸大學(xué)天體物理學(xué)家斯文-維德梅爾-波姆介紹說(shuō)，“我們?cè)谔?yáng)表面發(fā)現(xiàn)了不同尋常的熾熱等離子體，因此我們推斷那里肯定發(fā)生了什么，但我們不知道它究竟是什么。”根據(jù)對(duì)太陽(yáng)大氣層的分析并計(jì)算，研究團(tuán)隊(duì)推算太陽(yáng)表面任何時(shí)候都存在大約11000個(gè)此類超級(jí)龍卷風(fēng) 。根據(jù)最新計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，研究人員認(rèn)為這種太陽(yáng)龍卷風(fēng)或許可以解釋一個(gè)長(zhǎng)久以來(lái)困擾科學(xué)家的謎團(tuán)，即太陽(yáng)上層大氣為什么會(huì)比表面熾熱300多倍。
熱量問(wèn)題
太陽(yáng)上層暗淡的大氣層，也稱為日冕層。在日全食時(shí)，從地球上就可以看得到日冕層。1939年，太陽(yáng)研究專家利用日食時(shí)機(jī)取樣日冕光線，推算其溫度高達(dá)200萬(wàn)攝氏度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽(yáng)表面的5500攝氏度。波姆說(shuō)，“你也許認(rèn)為太陽(yáng)的溫度，越往外越低，事實(shí)上并非如此。應(yīng)該有些事件轉(zhuǎn)移了熱能。”
究竟是什么事件轉(zhuǎn)移了熱能呢？除了太陽(yáng)表面的龍卷風(fēng)，天文學(xué)家還提出了兩種理論。一種理論認(rèn)為，太陽(yáng)表面存在無(wú)數(shù)的“納米”太陽(yáng)耀斑，這些太陽(yáng)耀斑，用現(xiàn)有的儀器理論上是看不到的，它們不斷地向太空發(fā)射，從而不斷加熱日冕層。另一種理論是，被稱為“Alfvén”波的能量波以每小時(shí)1450萬(wàn)千米的速度沿著太陽(yáng)磁場(chǎng)線前進(jìn) ，從而將能量傳輸至日冕層。
太陽(yáng)龍卷風(fēng)的發(fā)現(xiàn)提供了解答這一謎團(tuán)的新思路，或者可以稍微結(jié)合一下這兩種觀點(diǎn) 。波姆的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出專門(mén)的計(jì)算機(jī)模型用于描述太陽(yáng)龍卷風(fēng)的結(jié)構(gòu) ，計(jì)算機(jī)模型的模擬結(jié)果與利用瑞典1-m太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)宇航局的太陽(yáng)動(dòng)態(tài)天文臺(tái)所觀測(cè)到的實(shí)際結(jié)果非常吻合。
根據(jù)他們的模型，研究人員認(rèn)為，當(dāng)熾熱的太陽(yáng)表面粒子上升涌入大氣層后再下沉，這一過(guò)程就會(huì)形成太陽(yáng)龍卷風(fēng) 。粒子向下的下沉運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)太陽(yáng)磁場(chǎng)線的旋轉(zhuǎn)扭動(dòng) ，于是就產(chǎn)生了旋渦。磁場(chǎng)線的每一個(gè)旋渦可延伸數(shù)千千米直到太陽(yáng)日冕層，旋渦又帶動(dòng)熾熱的太陽(yáng)表面等離子體一起運(yùn)動(dòng) 。每一個(gè)這樣的太陽(yáng)超級(jí)龍卷風(fēng)可以持續(xù)大約13分鐘。
系外龍卷風(fēng)
不過(guò)，波姆承認(rèn)，他的研究團(tuán)隊(duì)目前還缺少足夠的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步解釋太陽(yáng)龍卷風(fēng) 。特別是，關(guān)于太陽(yáng)龍卷風(fēng)的數(shù)量仍無(wú)法確定，以及太陽(yáng)龍卷風(fēng)是否會(huì)隨著太陽(yáng)11年活動(dòng)周期而發(fā)生密度的變化。但可以肯定的是，研究人員在近期的觀測(cè)中確實(shí)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)表面充斥著此類超級(jí)龍卷風(fēng) 。
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院太陽(yáng)物理學(xué)家謝爾蓋-扎爾科夫也認(rèn)同這一觀點(diǎn)，不過(guò)他并未參與波姆的研究項(xiàng)目。扎爾科夫表示，他希望能夠觀測(cè)到更多的太陽(yáng)龍卷風(fēng)并獲取更多相關(guān)數(shù)據(jù)，從而能夠推測(cè)出它們對(duì)日冕層的加熱效應(yīng) 。“也許這并不能夠完全總結(jié)整個(gè)活動(dòng)周期內(nèi)太陽(yáng)所有的變化階段，但這仍然稱得上是極好的首次估測(cè) 。”
波姆的研究團(tuán)隊(duì)目前正致力于搜集更多的關(guān)于太陽(yáng)龍卷風(fēng)的觀測(cè)數(shù)據(jù) 。此外，他們還計(jì)劃利用計(jì)算機(jī)模型模擬和尋找太陽(yáng)系外的系外龍卷風(fēng) 。波姆等人的研究成果發(fā)表于本周出版的《自然》雜志之上。

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