天文学家发现太阳上空神秘的磁网
科学家们发现了隐藏在太阳看似平静的区域上方的一个令人惊讶的复杂磁性结构网络。利用2024年在地球平流层高空飞行的Sunrise-III太阳观测台,由日本国家天文台(NAOJ)领导的国际研究小组发现了以前难以观察到的复杂细长的磁性特征。这些发现表明,即使是太阳看似安静的区域也包含了精细的磁性结构。它们还提供了新的线索,关于能量如何通过太阳大气向上移动并导致其加热。太阳上方的隐藏磁线程网络Sunrise-III检测到许多细长的磁性结构,这些结构编织在太阳一个安静区域上方的一个更大磁场网络中。这个网络被称为磁冠,延伸穿过日冕层,这是一层位于太阳可见表面之上的大气层。磁冠在集中于太阳表面(光球)的磁场向外扩展并向上弯曲进入日冕层(chromosphere)时形成。然而,这些新的观察结果表明,磁冠并没有形成一个相对光滑、均匀扩展的结构,而是包含了许多狭窄、线程状的特征。为了研究这些结构是如何形成的,研究人员使用计算机模拟成功重现了Sunrise-III记录的模式。结果表明,太阳表面的运动扭曲磁场线,形成了在更高大气中观察到的复杂结构。该观测台还研究了靠近太阳边缘(可见的太阳边缘)另一个安静区域。在那里,它测量了尖刺内的磁场,尖刺是从表面向上延伸的狭窄太阳物质喷流。这些观察结果揭示了太阳可见边缘上方的磁场分布如何随着高度的增加而变化。为什么太阳的安静区域难以研究尽管太阳始终处于活动状态,但其表面大部分缺乏显著特征,如太阳黑子。科学家们将这些相对不活跃的区域描述为“安静”的。它们覆盖了太阳的大部分区域,这使它们在理解我们星体的行为时尤其重要。然而,“安静”并不意味着磁性不活跃。这些区域包含的磁场通常比太阳其他更活跃区域的要弱。它们细微的结构难以测量,尤其是在地面望远镜中,由于地球大气中的湍流可能模糊细节。Sunrise-III旨在克服这一障碍,通过将强大的太阳望远镜携带到大气层以上的高空。一种气球携带的望远镜揭示了新的太阳细节Sunrise-III是一个国际研究项目,围绕一个由高空气球携带的1米望远镜建造。在其2024年任务中,该观测台漂浮在离地球约35公里(约22英里)的平流层,那里大气干扰大大减少。这个高处的视角使得望远镜能够捕捉到太阳磁场的极其详细的测量数据。气球的舱体携带了三种通过不同国家合作开发的科学仪器。其中一种是SCIP(Sunrise Chromospheric Infrared spectroPolarimeter),是一种在NAOJ的领导下开发的近红外仪器。SCIP旨在连续测量太阳大气不同层中的磁场,从光球到日冕层。该能力使研究人员能够考察磁性结构如何随着高度延伸和变化,而不仅仅是研究单一层次。新的线索介绍太阳大气如何被加热通过从平流层的观察,Sunrise-III为研究人员提供了太阳安静区域上方磁场的异常详细图像。其测量揭示了日冕层中包含的复杂磁性结构远比简单的扩展磁冠所暗示的要复杂。理解这些结构可以帮助科学家研究由太阳表面附近运动产生的能量是如何传递到更高的大气层中的。这一发现是解释太阳大气加热的磁活动如何影响的重要一步,尽管在远处观察时这些区域看似平静。
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