
據(jù)歐洲空間局官網(wǎng)和美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站27日?qǐng)?bào)道,中國(guó)和德國(guó)科學(xué)家攜手,通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬,提出了日冕“篝火”首個(gè)理論模型。該模型不僅揭示了這些“篝火”是如何被點(diǎn)燃的,還表明這些“篝火”可能對(duì)高溫日冕的形成有重要作用。
去年,歐洲空間局的太陽軌道器飛船攜帶的極紫外成像儀發(fā)現(xiàn),寧靜日冕中存在大量小尺度瞬時(shí)增亮現(xiàn)象,這些亮點(diǎn)看起來就像“篝火”,遍布日冕。歐洲科學(xué)家經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn),這些“篝火”出現(xiàn)在太陽表面以上幾千公里的地方,此處的氣體被加熱到幾百萬攝氏度。
那么,這些“篝火”是如何形成并被點(diǎn)燃的呢?
近日,來自北京大學(xué)的博士研究生陳亞杰、田暉教授與德國(guó)馬普學(xué)會(huì)科學(xué)家攜手,通過計(jì)算機(jī)模擬深入研究了這些“篝火”背后的物理過程,并在此基礎(chǔ)上提出了首個(gè)日冕“篝火”的理論模型。
該模型認(rèn)為,這些在日冕中新發(fā)現(xiàn)的很小且微弱的現(xiàn)象,是通過名為“分量磁重聯(lián)”的物理過程所產(chǎn)生。這一過程發(fā)生后,磁場(chǎng)中的能量被釋放出來,加熱了局部日冕大氣,形成“篝火”。他們還發(fā)現(xiàn),這些“篝火”釋放的能量與日冕加熱所需能量相當(dāng),表明其對(duì)高溫日冕的形成可能有重要作用,有助科學(xué)家進(jìn)一步揭示“日冕加熱”難題。
陳亞杰解釋說,太陽大氣的底部溫度約為5500℃,但最外層大氣日冕卻維持百萬攝氏度的高溫。日冕中的高溫是如何產(chǎn)生并維持的?這是困擾太陽物理學(xué)界數(shù)十年的“日冕加熱”難題,也是當(dāng)代天文和空間科學(xué)領(lǐng)域最主要的未解之謎之一。
田暉指出:“2020年以來,國(guó)內(nèi)外新一代太陽觀測(cè)設(shè)備陸續(xù)投入或即將投入使用,未來幾年里,基于這些設(shè)備能夠提供的更多高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù),并結(jié)合當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)值模型,我們對(duì)日冕加熱這一難題的理解將得到極大提升。”
最新研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委等的支持。
總編輯圈點(diǎn)
太陽日冕的溫度大約是其下各層溫度的300倍,這一現(xiàn)象的成因長(zhǎng)期困擾著科學(xué)家。我們都知道太陽耀斑可以引起地球上無線電和磁場(chǎng)干擾,這種太陽表面高能輻射的短暫爆發(fā),是不是也與神秘的日冕加熱有關(guān)?現(xiàn)在,科學(xué)家在用真正的儀器來測(cè)量這一現(xiàn)象,觀察其物理過程,建立起了理論。無疑,這一工作仍處于早期階段,但未來會(huì)有更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)來完善理論、驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),最終幫助人們更深入了解太陽活動(dòng),從而預(yù)測(cè)太空天氣事件、維護(hù)地球上的基礎(chǔ)設(shè)施。
關(guān)鍵詞: 篝火
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