熾熱的太陽大氣，或源于磁場亂流，新探測器能否揭開謎底？

好奇少年：為什么太陽的大氣層比它的表面更熱？

【資料圖】

圖片來源：shutterstock圖片網(wǎng)

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為什么太陽的大氣層比它的表面更熱？——奧利維亞，9歲，來自堪培拉

嗨，奧利維亞！這是一個相當(dāng)棒的問題！事實上，世界上有許多科學(xué)家正在試圖回答它。真相就是——我們并不知道！

然而，關(guān)于加熱太陽大氣層的能量的來源，我們已經(jīng)有了一些想法，而這一切與太陽的磁場緊密相連。讓我來解釋這意味著什么。

太陽的溫度

熱量來源于太陽的中心，在它酷熱的核心之中，溫度可以達到2700萬攝氏度。就像我們遠離一處營火時一樣，離太陽核心的距離越遠，溫度就降得越低。太陽的表面只有6000攝氏度，比它的核心要冷得多。同樣，在離開表面的一小段距離之內(nèi)，它的溫度持續(xù)降低。然而，在離表面更遠的地方，太陽的大氣層里，溫度忽然間飆升至上百萬攝氏度！必然有某種力量在加熱太陽的大氣，但我們無法輕易地確定它們是什么。

太陽磁場是關(guān)鍵

專家公認的解釋是，太陽的磁場實際上正在把能量從內(nèi)部帶出，穿過它的表面，送入它的大氣。就像地球一樣，太陽有一個磁場。我們可以把磁場想象為一組不可見的線，連接一個恒星或行星的南北兩極。我們不能看見磁場，但通過那些能夠?qū)λ龀龇磻?yīng)的物體，我們知道了它們的存在。例如，一個地球上的指南針會永遠指向北極，因為它與地球的磁場保持一致。

^在這張圖里，你可以看到地球的磁場如何向太空中延伸，最終回歸地球。紅色的端點代表地磁的北極，白色代表南極 圖源：shutterstock

太陽也擁有南北兩個磁極，即便如此，它的磁場活動與地球不同，看起來更加混亂。在太陽的表面上，這些磁感線看上去像是伸向大氣的許多線圈，不斷地隨時間流逝而變化。

如果這些線圈相互接觸，它們可能會造成突然的爆發(fā)，產(chǎn)生巨大的能量并為大氣層加熱。我們也知道波動會沿著磁感線運動并向上傳輸能量。它們能否為大氣層提供足夠的熱量？加熱大氣的過程是波動與爆發(fā)共同作用的結(jié)果，還是有別的東西的加入？擁有測量太陽磁場的能力，將會極大地幫助我們理解那些正在發(fā)生的事情。

這就是我們想象中的太陽磁感線，如果我們可以在它們從表面伸出來的時候看到它們。圖片來源：NASA

測量磁場

磁場或許是無形的，但我們?nèi)匀荒軌驕y量它，因為它們會輕微地影響來自太陽的光線。太陽的表面非常明亮，很容易就能觀測到由它發(fā)出的光線的變化，從而測量出磁場。

然而，太陽的大氣層是如此的熾熱，以至于在那兒的光線無法被看見。大氣層會發(fā)出X射線，一種我們無法看到的光。即使我們用上了特殊的X射線望遠鏡，來自太陽大氣層的X射線對我們來說也過于黯淡，無法從中得出大氣磁場的形狀。

好消息是，一顆全新的衛(wèi)星——NASA的帕克太陽探測器，正在靠近太陽（沒有太過靠近）的軌道上運行。為了測量它們，它實實在在地飛越了那些磁場。在接下來的五年里，我們應(yīng)該會從它那兒收到許多激動人心的消息。

這些關(guān)于磁場的測量結(jié)果會使我們更加接近真相，理解到底是什么使得太陽以及其他恒星的大氣層比它們的表面更加熾熱。

NASA的帕克太陽探測器大約有一輛汽車那么大。圖片來源：NASA

相關(guān)知識：紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)，也被稱為“紐卡素大學(xué)”，是位于澳大利亞新南威爾士州紐卡斯?fàn)柺械囊凰⒋髮W(xué)。這所學(xué)校建立于1965年，本部位于紐卡斯?fàn)柕目ɡ瓭h郊區(qū)。與此同時，這所大學(xué)在歐倫巴、新麥克奎爾港、新加坡、紐卡斯?fàn)栔行纳虅?wù)區(qū)以及悉尼中心商務(wù)區(qū)擁有校區(qū)。除了這些現(xiàn)有的區(qū)域，新的校區(qū)也會被加入。

BY:Hannah Schunker

FY: 奈亞拉托離譜

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