太陽上的「波浪「或能「推」開太空天氣預報的大門

我們的太陽屬「蠻荒」無序之地，不斷地積蓄磁能並持續性噴射粒子。有時它還釋放耀斑以及大量日冕拋射物（即帶電粒子形成的大型噴射物質），進而影響太空天氣，同時還能干擾衛星和地面通信。長久以來，這些太陽活動都很難預測，但近期的一項研究則揭露了一種或許能幫助預測這類噴發活動的新機制。

該研究在太陽上發現了一種常見和我們地球上天氣系統類似的現象。在地球上，噴射氣流能吹動環繞地球四周的狹窄氣流，從而對天氣造成影響。這類大氣氣流屬於羅斯貝波（Rossby Wave）的一種，由地球自轉驅動。利用NASA太陽物理學的日地關係天文台（Solar Terrestrial Relations Observatory ，簡稱STEREO）以及太陽動力學天文台（Solar Dynamics Observatory ，簡稱SDO）的數據對整個太陽進行全面成像，科學家們現已證實太陽上也存在羅斯貝波。

這項最新發表在《自然- 天文學》（Nature Astronomy） 雜誌上的研究成果使長期預測太空天氣成為可能，從而更好地保護衛星及載人航天任務不受太陽活動所釋放的高能粒子的影響。

研究發現，太陽上也存在羅斯貝波這種大型大氣運動模式。該發現能幫助更好地長期預測太空天氣。

視頻來源：NASA戈達德太空飛行中心/ Genna Duberstein

「太陽上存在這類氣流波並不十分奇怪，但它們的作用令人驚嘆。」 該研究的第一作者，美國國家大氣研究中心高山天文台（NCAR/ HAO，位於科羅拉多州博爾德市（Boulder，Colorado））的負責人Scott McIntosh表示，「正如地球上的噴射氣流和漩渦氣流，太陽上的這些氣流也駕馭了天氣，而且是太空天氣。」

目前我們能預測太陽耀斑噴發所產生的短期效應，但並不能預測耀斑本身的出現。了解太陽上的羅斯貝波及其內部的形成過程或許能讓預測太陽耀斑何時爆發成為可能，這也將成為保護未來星際載人航天任務的重要工具，使其在飛行時不受由耀斑釋放的具有毀滅性力量的能量粒子的影響。

根據NASA太陽物理學的一系列空間天文台2010至2013年的數據，科學家們追蹤到了日冕亮點（即太陽上的小亮點，和太陽表面之下的磁能活動直接相關）。

從太陽北極的視角來看，能發現這些亮點正以逆時針環行，揭露了太陽表面之下流動的磁化的羅斯貝波。

來源：美國國家大氣研究中心高山天文台（NCAR/HAO）

我們現在能觀察羅斯貝波的主要原因，是因為STEREO A、 B以及SDO的數據結合後，我們能對整個太陽進行全面的了解。」該項研究的聯合作者，耶魯大學（位於康涅狄格州紐黑文（New Heaven））研究生 William Cramer說到。

STEREO任務通過一前一後運行於地球軌道上，幾乎完全相同的兩台天文觀測站台（即STEREO A 和STEREO B）來獲取太陽的360度完整影像。

「通過STEREO這項任務，研究員們能夠連續三年觀察整個太陽，這在之前是不可能的。」 位於馬里蘭州格林貝爾特（Greenbelt， Maryland）的NASA戈達德太空飛行中心，負責STEREO項目的科學家Terry Kucera 指出。2014年10月，在軌道上運行8年之後，STEREO B與地面控制台失去了聯繫，但它留下的多點影像依舊意義重大。「從多個優勢點觀測太陽益處頗多。就算僅僅靠STEREO A和SDO的數據，我們也能解讀類似於日冕大面積拋射這類的活動是如何在太陽系進行的，遠比單點觀測更有優勢。」

研究結果清晰地顯示了一連串亮點緩慢地繞著太陽向西移動，意味著磁化的羅斯貝波正在太陽表面之下流動。研究員們還發現這些亮點會在太陽活動周期發光（即太陽以22年為周期的活躍區循環，由太陽內部磁能物質的持續性運動產生），因此這些亮點可能可以為解釋太陽活動周期如何導致每隔11年的耀斑增長提供線索。

「這一系列波動現象和那些在十年、甚至更久的時間之內發生的活動同時出現。」Mclntosh 提到。

「也就是說，看似隨機爆發的耀斑和日冕拋射很可能是由那些導致羅斯貝波的活動決定的。」

當年地球衛星首次被用於觀測地球上的噴射氣流，從而實現了天氣預報領域的突破性進展。如今這項研究則表明，觀測整個太陽也能給未來預測太空天氣帶來新突破。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！