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凑真奈美揭示了太阳大气中龙卷风的磁性

天文学与空间 2022-01-21 00:01:14

沃里克大学 信用:CC0公共领域 包括华威大学物理学家在内的一个团队首次直接测量了太阳色球层的磁场,提供了第一个观测证据,证明太阳大气中的巨大龙卷风是由旋转磁场产生的

旋转运动在自然界很普遍,从河流中的漩涡、飞机湍流,到天气龙卷风和龙卷风

在宇宙中,我们发现木星大气中的旋涡、恒星吸积盘和螺旋星系中有自转

太阳表面的不断运动在色球层产生了巨大的龙卷风,这是一个以日全食时看到的红色命名的大气层

龙卷风的直径有几千公里,就像地球上与它们同名的东西一样,它们把质量和能量带到大气层的高处

因此,它们作为能量通道被敏锐地研究,以解释日冕的异常加热

太阳龙卷风的主要组成部分是错综复杂的磁场

然而,测量太阳色球层的磁场是出了名的困难

这项工作首次直接观察了色球磁场,揭示了太阳龙卷风的磁性

在一项即将发表在《天文学和天体物理学杂志》上的研究中,来自意大利国家天体物理研究所(INAF)、沃里克大学和意大利航天局(意大利航天局)的一组合作者完成了太阳龙卷风中螺旋磁场的第一次三维层析成像,并测量了它们微弱的偏振信号

这一突破之所以成为可能,是因为在新墨西哥夏令时太阳望远镜上用INAF干涉二维光谱仪进行了出色的测量

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医生

华威大学聚变、空间和天体物理中心的朱伊·谢蒂欢呼在这样的龙卷风中发现扭曲磁场是一个突破

医生

谢蒂说,“迄今为止,对太阳色球层磁场的直接测量一直难以实现,这项研究为太阳能研究的新时代打开了大门

此外,随着下一代望远镜如4米长的丹尼尔K望远镜的开启,太阳研究正走向太阳观测的新纪元

夏威夷的伊努耶太阳望远镜,英国和华威大学都参与其中

这台望远镜将允许太阳物理学家在当地县一级解析磁场

我们正处于一个激动人心的旅程的开始,这个旅程将揭开太阳新的磁纠缠

" 华威大学的博士

欧文·韦维奇特复杂的分析方法被用来研究这些波的基本性质

医生

韦威奇特解释说:“这些色球龙卷风是研究波的传播和它们携带到日冕中的能量的自然实验室

我们的研究表明,龙卷风中声波的相位模式可以模拟旋转,在测量太阳龙卷风的强度时需要加以考虑

" “自2011年发现以来,数值模拟表明,在太阳色球中观察到的旋转结构是磁性结构的示踪剂,通过它们的旋转,通过离心力迫使太阳等离子体沿着磁力线向上移动,”罗马-INAF大学的研究人员马里亚丽塔·穆拉比特说

“这种等离子流可以加速向太阳大气层的上层流动

然而,没有观察到这些过程的证据

确认太阳龙卷风的磁性是一个重要的知识步骤

" “研究太阳大气中能量的传输和耗散对于理解太阳外部区域的加热机制和太阳风的加速具有根本的重要性

研究小组的马尔科·斯坦加利尼说

“在这些涡流中旋转的磁场代表激发磁波的理想物理条件,磁波被认为是加热日冕和加速太阳风的主要因素之一

斯坦加利尼说:“由于高分辨率偏振光谱IBIS数据,这是第一次实现这些结构中磁场的三维层析成像。”

在过去的几年里,用IBIS进行的观测增进了我们对太阳大气的了解,特别是对色球的结构和动力学、小尺度和大尺度磁性元素的演变以及磁性区域中波的激发和传播的了解

“伊拉娅·埃尔莫里(INAF)评论

“一个由INAF各研究所和大学的研究人员和技术专家组成的小组正在努力更新这一仪器,以便很快对其进行操作,获得对太阳大气层的新的观测结果,其分辨率要求提高我们对太阳活动和空间天气背后的物理过程的理解

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