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电磁波解释了太阳令人费解的外层之谜

时间：2022-06-03 16:25:06 来源：

ESA / NASA的太阳和日球天文台（SOHO）上的极紫外成像望远镜所观测到的太阳。

UCL和意大利航天局的科学家首次直接观察证实了一种关于太阳的外层大气为什么化学成分与其内层有所不同的理论。

太阳极热的外层电晕的化学成分与较冷的内层的化学成分非常不同，但数十年来一直困扰着科学家。

一种解释是，在中间层（色球层）中，磁波施加的力将太阳的等离子体分离为不同的成分，这样，只有离子粒子才被输送到电晕中，而留下中性粒子（从而导致电离）。大气中铁，硅和镁等元素的积聚）。

现在，在天体物理学杂志上发表的一项新研究中，研究人员将来自美国新墨西哥州的望远镜的观测结果与位于地球附近的卫星相结合，以确定色球层中的电磁波与卫星中大量电离粒子区域之间的联系。炎热的外部气氛。

主要作者Deborah Baker博士（UCL太空与气候物理学）说：“太阳内层和外层的不同化学成分最早是在50多年前发现的。这一发现产生了天体物理学中长期存在的开放性问题之一。

ESA太阳轨道飞行器航天器上的极紫外成像仪（EUI）于2020年5月30日拍摄了这张照片。David Long博士（UCL Mullard太空科学实验室）是该仪器的联合首席研究员。该图显示了太阳在17纳米波长处的外观，该波长位于电磁光谱的极紫外区域。在此波长下的图像显示出太阳的上层大气电晕，温度约为100万度。EUI使用Full Sun Imager（FSI）望远镜拍摄全盘图像。该图像上的颜色是人为添加的，因为该仪器检测到的原始波长对于人眼是不可见的。

“由于各层之间是物理连接的，并且电晕中的物质起源于最内层，即光球，因此成分上的差异令人惊讶。

“现在，由于几乎同时进行的对太阳大气的地面和太空观测的独特结合，因此可以确定地探测色球中的电磁波并将其与日冕中的大量元素联系起来在太阳内部区域找不到的。

“当我们试图更好地了解太阳风时，识别形成电晕的过程至关重要，因为太阳风是一束带电粒子从太阳向外流出，会破坏和破坏地球上的卫星和基础设施。

“我们的新发现将帮助我们分析太阳风并将其追溯到太阳大气中的位置。”

这些发现是基于许多相同作者的相关论文得出的，这些论文发表在上个月的皇家学会哲学交易中，该论文明确地检测了色球中的电磁波，排除了可能产生相似磁振荡的其他因素。。

电磁波的存在-沿特定方向传播的离子的振动-最早是在1942年提出的，被认为是由每秒在电晕中发生的数百万个纳米耀斑或小型爆炸产生的。

新论文背后的研究团队通过对一系列磁场进行建模来追踪波的方向，发现在色球中反射的波似乎与日冕中大量电离粒子的区域存在磁性联系。

两篇论文的合著者Marco Stangalini博士（意大利航天局和罗马国家天体物理研究所）说：“内层，光球和日冕之间化学成分的差异不仅是我们自己的太阳的特征，而且是整个宇宙恒星的特征。因此，通过观察我们当地的实验室太阳，我们可以进一步增进对宇宙的了解。”

这两篇论文使用了新墨西哥州Dunn太阳望远镜的高分辨率分光偏振成像仪IBIS所获得的观测结果，以及日本/英国/美国Hinode太阳天文台（设计和制造的仪器）的EUV成像光谱仪（EIS）的成像由UCL领导的小组）和来自NASA太阳动力天文台（SDO）的数据。

研究人员说，他们的发现为使用太阳轨道器的数据提供了基础，该数据是欧洲航天局的一项任务，获取太阳的特写图像。该任务于去年2月启动，包括在伦敦大学学院提出，设计和制造的仪器。

这份新论文的研究团队包括奥斯陆大学，贝尔法斯特女王大学，乔治·梅森大学，UCL和意大利航天局的科学家。

这项工作是由UKRI的科学技术委员会，欧盟的Horizon 2020计划，NASA的Hinode计划，Invest NI和Randox Laboratories Ltd，以及挪威研究委员会通过其卓越中心计划资助的。