在太陽大氣層中發現神秘的太陽風線索

原標題：在太陽大氣層中發現神秘的太陽風線索

太陽被一種百萬度的大氣包圍著，這種大氣影響著太陽系的一切——但它究竟是如何影響？這是一個謎。被稱為日冕的大氣層產生了太陽風——大量帶電粒子從太陽流出，穿越太陽系。當太陽風到達地球時，它會帶來輻射和磁場干擾的威脅。現在在一項新的研究中，研究人員終於能夠看到它在太陽的外日冕中誕生。這些圖像為研究人員提供了足夠的細節，使他們能夠開始拼湊為什麼它以如此複雜的方式流動。得出的結論是，一種可能的解釋是，動蕩是其根源的遺留問題。研究報告的合著者、德克薩斯州西南研究所的太陽物理學家克雷格·德森林(Craig DeForest)在一份大學聲明中說：之前的圖像顯示外層日冕是一個光滑的結構，但在深空中，太陽風是湍流和陣風。

大量數據的清理使科學家們能夠以驚人的細節研究太陽的日冕或外層大氣。圖片：Craig DeForest, SwRI

博科園-科學科普：利用新技術來提高圖像的保真度，我們意識到電暈不是平滑的，而是結構化的和動態的。所理解的每一個結構都是由更小的結構組成，而且比想像的更有活力。這項研究依靠的數據來自STEREO衛星，該衛星是NASA自2006年以來圍繞太陽運行的一項任務。它攜帶一種叫做日冕儀的儀器，它使用一個黑色的圓盤來阻擋明亮的太陽表面。這讓科學家們可以看到日冕發生了什麼，它比表面要暗得多，否則就會被它的光衝掉。但據美國國家航空航天局(NASA)說，這些數據還不夠詳細，不足以讓科學家們了解日冕內部究竟發生了什麼。為了解決這個問題，研究人員首先要求立體聲團隊提供一種特定類型的數據：能夠捕捉到更微弱信號的長曝光圖像。

然後他們開始費力地清理數據，以去除令人困惑的因素，如背景恆星的光線或儀器本身發出的錯誤信號。清理工作包括將圖像拼接在一起，以特別謹慎的方式考慮太陽風是如何快速地流出並相應地改變圖像的。為了做到這一點，根據太陽風流中它們的位置，而不是它們在空間中的特定位置，對圖像進行了時間上的匹配——就像追蹤從太陽流出的單個太陽風斑塊。這一過程相當於將一根圓木的順序圖像對齊到一個電流中，這樣就可以使圓木，而不是沿著河岸的樹，在每張圖像中堆積起來——提供一個更詳細的日誌圖像。其結果是對太陽風的流動有了更清晰的描述，顯示了構成看似無序整體的較小結構。

太陽風，如前所見(左)和後(右)成像處理。雖然處理後的圖像可能看起來更加模糊，但實際上這是對太陽風的更好的看法，背景恆星和塵埃從視野中消失了。圖片：Craig DeForest, SwRI/NASA"s Goddard Space Flight Center

這個隱藏在光滑表面之下的結構，有助於解釋為什麼當太陽風遠離太陽時，它會如此湍急地流動。這項研究發表在《天體物理學》上。新成像還突出了一個區域，那裡的事物變得特別有趣，在太陽表面大約430萬英里(700萬公里)。在這一點前後，太陽風相對容易追蹤，但在這個區域，氣流似乎碰到了路上的一個凹凸不平的地方。團隊不確定那裡發生了什麼。很方便的是，美國國家航空航天局(NASA)將發射一項新的任務，為科學家帶來更多有關太陽日冕的數據。計劃於今年8月初發射的帕克太陽能探測器將於今年晚些時候開始收集數據，最終將會直接穿過太陽區域，在不平坦的區域下降落，並有望解開更多關於太陽風及其誕生的謎團。

博科園-科學科普｜文：Meghan Bartels/Space

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