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科学家发现导致太阳各处都有微小亮点的原因

发布单位:台北市立天文科学教育馆

太阳黑子不是太阳表面唯一的斑点,科学家研究电浆(plasma)从太阳表面升起的区域,发现平均不到一分钟的时间内,出现和消失的微小且明亮斑点,此现象被称为太阳点(solar dots)。这些太阳点是从NASA与ESA联合发射的太阳轨道器载具(Solar Orbiter,SolO)拍摄的影像中发现,同时发现当太阳进入一个新周期时,这些太阳点变得更加活跃。

太阳上的斑点。
图说:太阳上的斑点(Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

一般认为太阳表面这种稍纵即逝的亮点,可能是太阳中复杂磁场变化的另一个现象。如同,太阳黑子出现在磁场特别强的区域;而闪焰和日冕物质抛射(CME),则是因为磁力线的断裂和重新连接而产生的。太阳磁场是一个复杂的系统,它是由太阳内部电浆对流所产生。

2020年5月20日太阳轨道器载具针对一些区域进行磁通量观测,洛克希德马丁太阳与天文物理实验室科学家Sanjiv Tiwari的研究团队仔细观察这些磁通量区域影像,在极紫外线波段,科学家发现了这些隐藏于太阳电浆中的圆形微小亮斑。约一小时的观测时间中,发现了约170个亮斑,亮斑的直径平均约675公裡,亮度比周围亮约30%,仅持续约50秒即消失。大约一半的亮斑,在消失前维持孤立状态,其余的则分裂成两部分、与其他亮斑合并、或形成爆炸回路或喷流等现象。

研究团队将数据与太阳动力学天文台(SDO)观测的磁场资料进行比对,亮斑在磁场活跃区域较多,尤其是较大较亮的亮斑。

研究团队利用磁性流体动力学的模拟软体模拟太阳大气,模拟数据显示:亮斑可能出现在太阳表面磁力线磁重联(magnetic reconnection)与磁力线陷入时。由于太阳大气中,磁重联会产生磁回路,这可以解释许多亮斑在演化过程中会伸展成回路。

然而,并非所有亮斑都出现在磁场纠缠的区域中,表示亮斑的形成机制是多元的。研究团表示:还有可能是因为磁声波(magnetoacoustic waves)在太阳电浆中传播,因为产生冲击而形成亮斑。

研究团队表示,太阳轨道飞行器观测到的亮斑,并非太阳唯一看到的亮斑,在不同的波长和不同的磁场环境中亮斑都被观测到,未来的研究将有助于解决部分悬而未决的问题。该研究已经发表于《The Astrophysical Journal》。(编译:台北天文馆林琦峯)

资料来源:Science Alert