原文標(biāo)題：Hot explosions on the cool sun
原文來自：Max-Planck-Institut Gesellschaft Posted: 2014. 10. 17
編譯：Melipal 審校：Linq
來自IRIS空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)表明，太陽最外層中的溫度分布偶爾會(huì)變得亂七八糟的。
太陽比先前所認(rèn)為的更加生機(jī)勃勃。除了太陽爆發(fā)（也就是從太陽高層大氣噴發(fā)而出的巨型粒子輻射爆發(fā)）之外，其下溫度較低的大氣也可能成為爆發(fā)的所在。在某些區(qū)域，磁場(chǎng)能量積累起來，并在幾分鐘的時(shí)間內(nèi)作為溫度最高可達(dá)10萬度的爆發(fā)釋放而出。馬普太陽系所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)在使用NASA的交界區(qū)成像光譜儀（IRIS）空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)第一次發(fā)現(xiàn)了這種短壽熱斑的證據(jù)。
太陽是一個(gè)熱得不可思議的地方。不過雖然其上所有層次的溫度都高得嚇人，但一些層還是比另一些更熱。舉例來說，太陽的可見表面——光球溫度大約是5000度，這里溫度相對(duì)較低。從這里向外，太陽大氣的溫度會(huì)首先緩慢上升，隨后陡增至100萬攝氏度。
相關(guān)論文的第一作者、馬普太陽系所的教授、哈迪·彼得（Hardi Peter）博士說：“我們的分析表明，這一溫度分布并非各處均一，且分布在時(shí)刻變動(dòng)著?！北说门c國際科學(xué)小組一道，分析了IRIS空間望遠(yuǎn)鏡獲取的太陽活動(dòng)區(qū)數(shù)據(jù)。光球中的這些區(qū)域特點(diǎn)是具有高強(qiáng)度的磁場(chǎng)，也是太陽表面上或多或少的暗色太陽黑子的“誕生地”。彼得描述道：“在這些區(qū)域，我們找到了面積相當(dāng)于德國的一半的熱區(qū)。這里溫度最高可達(dá)周圍的20倍。”熱斑只會(huì)閃耀幾分鐘，然后回復(fù)常態(tài)。在爆發(fā)期間釋放的能量足以為全德國提供8000年所需的電力。
這種光球大規(guī)模爆發(fā)是無法在可見光波段觀測(cè)到的，不過卻會(huì)在太陽射向宇宙空間的紫外輻射中留下蹤跡。IRIS可以將紫外輻射分解成不同的組分，其精度較先前的太陽觀測(cè)儀器更高。此外，它還提供了空前的空間分辨率。當(dāng)IRIS在去年7月第一次睜開眼睛觀測(cè)太陽時(shí)，它分辨出了尺度相當(dāng)于區(qū)區(qū)250千米的結(jié)構(gòu)，并分別檢視了這些小型區(qū)域發(fā)出的輻射。
彼得說：“大大出乎我們意料的是，我們發(fā)現(xiàn)了活動(dòng)區(qū)內(nèi)邊界清晰的區(qū)域，它們發(fā)出的輻射與鄰近區(qū)域相差甚遠(yuǎn)?！毖芯空甙l(fā)現(xiàn)了太陽等離子體中某些高度電離原子射向太空的特征輻射，如三次電離的硅原子。彼得說：“光譜中這些輻射成分的存在說明，這里溫度非常之高?！敝挥性谶@樣的條件下，硅才能損失掉3個(gè)電子。不過這樣的溫度出現(xiàn)在太陽上的哪個(gè)層次呢？真的是在低溫光球之內(nèi)么？或者說是在更外層溫度高得多的大氣內(nèi)（這樣它就遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么壯觀了）？
IRIS提供的光譜數(shù)據(jù)非常詳盡，研究者可以提取出進(jìn)一步的決定性特征。舉例來說，他們可以推測(cè)出輻射起源地的太陽等離子體密度信息。此外他們還推測(cè)出，輻射在向外傳播的過程中遭遇了一次電離的鐵粒子。這樣的離子只會(huì)出現(xiàn)在溫度較低的地方。彼得說：“總之，我們得出了一幅自洽的圖景：這種不同尋常的輻射必然是起源于溫度較低的光球外層。”
研究者確信，光球中的強(qiáng)磁場(chǎng)為爆發(fā)提供了必要的能量。在太陽黑子區(qū)域，磁力線呈環(huán)狀從太陽表面凸起。熾熱的等離子體從這里流過。當(dāng)?shù)入x子體流出現(xiàn)短路時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆發(fā)。
彼得說：“新的結(jié)果從根本上改變了我們對(duì)太陽外層結(jié)構(gòu)的理解。這里并不存在穩(wěn)定的溫度分布，而是看起來在低溫光球內(nèi)具有動(dòng)態(tài)變化的，可以將一切攪亂?！痹缭?917年，美國物理學(xué)家斐迪南·埃勒曼（Ferdinand Ellermann）就已經(jīng)在光球中發(fā)現(xiàn)了溫度較高的區(qū)域。不過它們與周邊只存在數(shù)千度的溫度差異，因此可以被視作相對(duì)較小的溫度起伏。人們尚不清楚新發(fā)現(xiàn)的爆發(fā)與這樣的現(xiàn)象是否相關(guān)。
馬普太陽系所的科學(xué)家參與的另一項(xiàng)工作也發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，它也為太陽上發(fā)生的過程描繪了新的圖景。由哈佛—史密松天體物理中心領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，從太陽持續(xù)流出的粒子流——太陽風(fēng)并不是從太陽表面均勻流出的，而是呈局域高能噴流形式。這一工作也是基于IRIS的數(shù)據(jù)作出的。
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