作者:文/虞子期

  根據一項新的科學研究報告(JGR:太空物理學)結果顯示,在太陽風之下的等離子體,會在變熱的過程中演變得愈加密集,而後快速地從太陽中彈出,這個“火球”的威力可以達到一次吞噬整個行星,並且整個吞噬過程的時間週期只需要幾分鐘到幾小時。這些週期性的密度結構,被天文學家們稱爲“斑點”,也就是太陽正在噴出的黃色“斑點”,如果通過它們從太陽大氣層流出來的圖像觀看,就像是熔岩燈中的斑點一般,只是它們的大小達到了地球的幾百倍。

  神祕“斑點”的未解之謎

  當太陽的日冕不斷的將熱電粒子送入到太空,我們把這種現象成爲太陽風。然而,這一切都會時不時得發生變化。太陽的天氣事件起源和這些事件的影響,目前很大程度上來看仍然非常神祕。關於“斑點”的研究,天文學家已經持續了近20年之久,直到最近,通過地球衛星的斑點觀測,終於可以檢測到一系列的斑點在地球磁場上是怎樣的作用。雖然,這些衛星仍然無法解釋過程中曾發生變化的方式,因爲這段旅程距離太陽4天,1.5億公里(即9300英里)。

  在40年前的數據中發現證據

  這是科學家Viall和同事第一次觀察到斑點,並且從天文學家們40年前的數據中發現了斑點存在的證據。這是一個讓人覺得意料之中又有一些不可思議的結果,通過觀測結果說明,當它們距離太陽越來越遠之時,斑點本身會變得更熱,有時候可以達到周圍太陽風平均溫度的兩倍,並且還可能每90分鐘就可以從日冕中冒出來(甚至更短的時間)。這樣的現象一點也不罕見,哪怕是一個非常平靜的太空天氣日,爆炸性太陽風暴也只是最基本的太陽天氣狀況。

  通過磁場數據表明,那些巨大的等離子體從地球滲出的時候,實際上會壓縮行星的磁場,對於這裏的通信也會產生干擾,時間可長達幾分鐘到幾個小時。當然了,這些磁場讀數數據仍然還有很多尚未解答的疑惑。畢竟太陽風在吹向地球的四天時間裏,它們在太空中並不是靜止不變的,而是在太空中擺動降溫。於是,Viall和同事們決定研究距離他們更近的來源,從而達到研究blob的目的。

  這一項新的研究,參與其中的研究員還對Helios 1(美國宇航局於1974年發射的太陽探測器)和Helios 2(德國航空航天中心於1976年發射的太陽探測器)的歷史數據進行了再次審視。這一對探測器對太陽的觀測持續了將近10年之久,曾經達到4300萬公里的距離(2700萬英里),在比水星軌道更近的距離上研究太陽風的溫度和磁力。

  斑點的力量是否足以吞噬世界

  早在20世紀初,科學家們就開始了首次的太陽斑點研究,那個時候就已經知道它很大。根據當時的條件,初步預估斑點可以達到地球的50到500倍,並且還會因爲它們傳播到太空而變得更大。這些斑點異常密集,可以包含兩倍的太陽風帶電粒子,這也是爲什麼說斑點的力量或許可以吞沒世界。美國航天局對太陽射出的黃色“斑點”圖像進行了校正,這是5個半小時的噴射過程圖,那些看似“熔岩燈泡”的結構,其實是非常巨大的存在。

  只要其中一個探頭被那一系列的巨大“熔岩燈泡”所吞沒,探測器便會直接反應出來。研究人員們進行了一組特殊的數據模擬,當熱量突然爆發,密集的等離子被變得更冷,當微弱的風吹過,便有了五個符合要求的實例。這些時間的數據都指向了同一個結論:斑點從太陽冒出的時間週期爲90分鐘左右,可支持幾十年後對斑點的可見光觀測。科學家Viall還表示,這些基於空間的真實證據,同時還證明了斑點確實會比太陽風更熱和更密集。

  太陽風的形成和基本特性

  從現象上來看,太陽風其實就是等離子體和太陽顆粒運動,當它們流入太空,雖然風是恆定的,但性質上卻不是。即使是在日冕的外層,溫度也能達到110萬攝氏度,太陽引力在這個層面上是無法保持快速移動的,這些粒子便會從恆星流出。太陽的輻射水平,彈射材料和太陽光斑數量,都會因爲時間的變化而變化。這些變化同時也對太陽風的特性產生了影響,比如說速度和溫度等。太陽風的速度一般會高於冕洞,每秒可以達到800公里。相對而言,冕洞上的密度和溫度都較低,磁場也很弱,所以場線對空間開放。只有當太陽的活動最小時,這些洞才能達到最大。

  在太陽最大值的週期活動期間,太陽更容易噴射出大量的等離子體,而後形成太陽風暴或者日冕拋射物質。太陽風和所攜帶的帶電粒子對地球的衛星系統和全球定位系統是會帶來影響的,如果遇上強大的爆發,便可能會發生損壞衛星的情況,甚至導致GPS信號關閉幾十米。當太陽風把強大的輻射和CME帶入行星磁場時,會導致背面的磁場壓在一起(磁重聯)。當這些帶電的粒子流回行星的磁極,便會在高層大氣中產生北極光。太陽射擊可謂是地球和太陽連接的最強大驅動因素,但目前科學家們尚不完全瞭解CME的起源和演變,對於它們的星際空間結構更知之甚少,希望以後的任務中可以改變這些侷限性。

  那些等待時間證實的斑點疑問

  陪審團們上尚不能確定爲什麼會首先形成blob,但地球附近拍攝的磁場讀數卻可以給我們一些啓示,或許在這些爆炸發生的同時,又產生了新的同樣的爆炸事件,也就是太陽風暴。因爲太陽的磁場線纏結,發生了破裂和重新組合,此時大量的等離子體爆發。和那些巨大的爆炸相比,該環境的小爆炸過程以更小的規模創造出了斑點。這些疑點,或許很快就能被帕克探測器所證實(帕克太陽探測器由美國航天局於2018年8月發射,目前距離太陽大約2400萬公里)。該任務和太陽之間的距離更近,和我們的恆星僅相距640萬公里(400萬英里)左右,這個特殊的有利位置,理論上探頭可以“在它們出生後立即觀測到斑點”。

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