莱斯大学 IRIS任务捕捉到的太阳图像显示了等离子体低环如何被激发的新细节，也可能揭示了热日冕是如何产生的
学分:莱斯大学/美国宇航局 首次在太阳风中发现的一种现象可能有助于解决一个关于太阳的长期谜团:为什么太阳大气比表面热几百万度
来自地球轨道接口区域成像光谱仪，又名IRIS，和大气成像组件，又名AIA的图像显示，低地磁环被加热到几百万开尔文的证据
莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的研究人员认为，较重的离子，如硅，优先在太阳风和太阳色球层与日冕之间的过渡区域被加热
在那里，一圈圈磁化的等离子体不断产生电弧，就像它们在上面的日冕中的同类一样
它们要小得多，也很难分析，但长期以来一直被认为拥有以纳米闪光形式释放能量的磁驱动机制
莱斯太阳能物理学家斯蒂芬·布拉德肖和他的同事也有同样的怀疑，但在IRIS之前没有一个人有足够的证据
高空飞行光谱仪是专门为观察过渡区而建造的
在美国国家航空航天局资助的发表在《自然天文学》上的研究中，研究人员描述了包含氧，尤其是更重的硅离子的强光谱信号的重新连接回路中的“亮化”
布拉德肖的团队，他以前的学生和主要作者沙阿·穆罕默德·巴哈丁，现在是科罗拉多州大气和空间物理实验室的研究人员，和美国宇航局天体物理学家艾米·怀恩巴格尔研究了虹膜图像，能够解析这些过渡区环的细节，并检测超热等离子体的口袋
这些图像使他们能够通过发射的光来分析离子在回路中的运动和温度，这些光被解读为光谱线，充当化学“指纹”
" 物理学和天文学副教授布拉德肖说:“所有的物理学都印在发射线上。”
“我们的想法是了解这些微小的结构是如何被加热的，并希望就日冕本身是如何被加热的发表一些看法
这可能是一个遍及整个太阳大气层的普遍存在的机制
" 这些图像揭示了热点光谱，其中的线条因热和多普勒效应而变宽，这不仅表明了纳米闪光中涉及的元素，还表明了它们的温度和速度
在热点，他们发现含有硅离子的重新连接射流以每秒100公里的速度向观察者(虹膜)移动(蓝移)和远离观察者(红移)
对于较轻的氧离子没有检测到多普勒频移
研究人员研究了这一机制的两个组成部分:能量是如何从磁场中释放出来的，以及它实际上是如何加热等离子体的
布拉德肖说，过渡区只有大约10000华氏度，但太阳表面的对流会影响线圈，扭曲和编织构成线圈的细磁线，并为最终加热等离子体的磁场增加能量
“IRIS的观测表明，这一过程正在发生，我们有理由确信，第一部分的至少一个答案是通过磁场重联，其中喷流是一个关键信号，”他说
在这个过程中，等离子体束的磁场在编织部位断裂并重新连接成较低的能量状态，释放储存的磁能
在这种情况下，等离子体变得过热
但是等离子体是如何被释放的磁能加热的至今仍是个谜
“我们观察了这些小环状结构中发生重联的区域，测量了离子的发射线，主要是硅和氧，”他说
“我们发现硅离子的谱线比氧离子宽得多
" 这表明优先加热硅离子
“我们需要解释一下，”布拉德肖说
“我们看了看，想了想，结果发现有一种叫做离子回旋加热的动力学过程，它倾向于加热重离子，而不是轻离子
" 他说离子回旋波是在重新连接的地方产生的
较重离子携带的波更容易受到不稳定性的影响，这种不稳定性会导致波“破碎”并产生湍流，从而散射和激发离子
这拓宽了它们的谱线，超出了仅从等离子体的局部温度所能预期的范围
对于较轻的离子，可能没有足够的能量来加热它们
“否则，它们不会超过触发不稳定性所需的临界速度，这对于较轻的离子来说更快，”他说
布拉德肖说:“在太阳风中，重离子明显比轻离子热。”
“这已经得到了明确的衡量
我们的研究首次表明，这也是过渡区的一种特性，因此，由于我们已经确定的机制，包括加热日冕，可能会在整个大气中持续存在，特别是因为太阳风是日冕扩展到行星际空间的一种表现
" 巴哈丁说，下一个问题是这样的现象在整个太阳上是否以相同的速度发生
“很可能答案是否定的，”他说
“那么问题是，它们对日冕加热问题的贡献有多大？它们能给高层大气提供足够的能量，使其保持数百万度的日冕吗？ 巴哈丁说:“我们为过渡区展示的是一个重要难题的解决方案，但大的图景需要更多的碎片落在正确的地方。”
“我相信IRIS将能够在不久的将来告诉我们关于色球碎片的情况
这将有助于我们建立一个统一的全球太阳大气理论
"
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