意料之外的太阳“甘霖”,联系起了两大太阳科学之谜


  2019-04-13 丨科普 丨 nasachina  丨 暂无 丨 136

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在2017年中期的5个月里,艾米莉•梅森(Emily Mason)每天都重复着同样的事情:来到美国航空航天局(NASA)位于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center),坐在自己的办公桌前,打开她的电脑,然后凝视太阳的各类图片——就这样看一整天,每天如此。“我大概查看了相当于三到五年间的图片数据。”梅森估计道。忽然,在2017年10月的时候,她停了下来,因为她意识到一直以来她所仔细查看的对象是错的。

梅森是华盛顿特区美国天主教大学(The Catholic University of America)的研究生,目前正在寻找日冕雨(coronal rain):一种巨大的等离子体(plasma)团状物或电气化的气体团,它们从太阳外层大气以雨滴般的形状洒落回太阳表面。梅森一开始预计能找到日冕雨的位置会是盔状冕流(helmet streamer),一个数百万千米高的磁环(magnetic loop)区域,因与骑士的尖头盔形状相似而得以命名,在日食期间能明显观察到从太阳中突出的形状。计算机模拟预测,在盔状冕流中可能会找到日冕雨。对从太阳逃逸进入太空的气体,也就是太阳风(solar wind)的观察暗示着,日冕层中可能正在“降雨”。如果梅森能够找到日冕雨,那么日冕雨产生背后的物理机制将对一个谜题产生重大的影响,这个谜题困扰了科学家七十多年:太阳的外层大气,即日冕(corona)为何比太阳表面的温度高出如此之多。然而,经过了近半年的寻找,梅森根本就找不到日冕雨的踪迹。“踏破铁鞋,”梅森说道,“寻觅的对象却压根从未发生过。”

意料之外的太阳“甘霖”,联系起了两大太阳科学之谜

就像这张图片中左侧显示的那种冕流,梅森在盔状冕流中寻找着日冕雨。这张图片拍摄于1994年日食期间的南美洲。在冕流的西侧分支中有一个较小的伪冕流(pseudostreamer),位于图中的右侧。因与骑士的尖头盔形状相似而得以命名,盔状冕流向外延伸到太阳最外层的微弱日冕,在太阳耀眼的表面阳光受到遮挡时最容易被观测到。
版权:© 1994乌皮采天文台(Úpice observatory)和沃伊捷赫•鲁辛(Vojtech Rušin),© 2007米洛斯拉夫•德鲁克米勒(Miloslav Druckmüller)

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