一个 400 年前的关于太阳的谜团可能终于解开

自从伽利略在 1600 年代初首次通过望远镜观察到它们以来,太阳黑子就一直让科学家着迷。太阳表面的这些黑斑可以持续数天甚至数月,但直到现在,研究人员还无法完全解释为什么它们在如此长的时间内保持稳定。

发表在天文学与天体物理学终于解开了这个百年之谜。由德国太阳物理研究所的研究人员领导的一个国际科学家团队开发了一种革命性的新方法来分析太阳黑子的稳定性,揭示了保持这些太阳特征完整的微妙平衡。

太阳黑子是太阳磁场很强的区域,相当于医院的磁场核磁共振成像机器,但覆盖的面积比地球本身还大。

相关:一个高度活跃的太阳黑子再次指向我们。以下是可以期待的。

这些磁场浓度表现为黑点,因为它们比周围的太阳表面更冷,但实际上,与太阳相距一定但与圆盘其余部分隔离的太阳黑子会比满月更亮!

2012 年 7 月 7 日,一组被标记为 Active Region 1520 的太阳黑子在太阳左侧旋转进入视野。(美国宇航局/戈达德太空飞行中心)

太阳黑子的数量遵循 11 年的周期,当太阳风暴最有可能发生。在这些时期,太阳黑子附近的不稳定磁配置会触发称为日冕物质抛射和太阳耀斑的爆炸事件。

这些太空天气事件可能会中断卫星通信,在极端情况下,还会导致地球上的电网故障。

长期以来,人们一直怀疑太阳黑子之所以保持稳定,是因为气压和磁力之间的平衡。然而,由于大气扰动干扰了对太阳磁场的地面观测,因此证明这种平衡一直具有挑战性。

研究团队通过改进最初由德国马克斯·普朗克太阳系研究所开发的技术,取得了重大突破。他们的增强方法消除了使用德国 GREGOR 太阳望远镜进行的观测中地球大气层的模糊效应。

用德国 GREGOR 望远镜观测到的同一太阳黑子中测得的磁场(以高斯为单位)。图像左侧显示了使用原始数据测量的磁场,而右侧显示了校正地球大气层引起的干扰后测量的磁场。(Institut für Sonnenphysik)

利用这种精细的技术,研究人员分析了太阳发出的偏振光,以前所未有的精度测量太阳黑子内的磁力。现在,他们的测量结果可以从地面望远镜获得卫星质量的结果,而成本只是其中的一小部分。

分析表明,太阳黑子内部的磁力与压力完美平衡,保持着严格的平衡。这种微妙的平衡解释了为什么太阳黑子可以在太阳的湍流表面存活如此长时间。

这一发现具有重要的实际应用。通过了解保持太阳黑子稳定的精确机制,科学家们可能能够预测这些太阳特征何时变得不稳定,并且更有可能产生危险的太空天气事件。

更好地预测太阳风暴有助于保护卫星、电网和宇航员免受有害辐射。随着我们的社会越来越依赖卫星技术和电子基础设施,这项研究为保护现代生活免受太阳能威胁提供了重要的见解。

它也代表了太阳物理学向前迈出的重要一步,将先进的地面观测与复杂的分析技术相结合,解开了天文学最古老的谜团之一。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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