大家好，我是魅力科學(xué)君，今天我們要聊的話題是：根據(jù)一項(xiàng)近日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的研究，太陽表面出現(xiàn)巨大“裂縫”，大量珍貴物質(zhì)從中洶涌而出。好的，咱們不說廢話，這就開講。
根據(jù)研究人員的介紹，最初發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的，是一個(gè)名為“太陽軌道飛行器”（Solar Orbiter）的太陽探測器，在2023年10月下旬，該探測器記錄到太陽表面發(fā)生了一次較為明顯的物質(zhì)噴射事件。
在剛開始的時(shí)候，這次事件并沒有受到什么關(guān)注（畢竟在太陽表面，這樣的活動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)），但此次研究卻發(fā)現(xiàn)了它的特殊之處：在這次事件中，太陽噴出的物質(zhì)含有濃度高得離譜的氦-3——其濃度竟然高達(dá)太正常水平的18萬倍左右。
簡單來講，氦-3是一種稀有的氦同位素，與常見的氦-4相比，它們的原子核中少了一個(gè)中子。對于我們?nèi)祟悂碇v，氦-3是一種非常有用的物質(zhì)，其應(yīng)用前景非常廣闊，特別是在可控核聚變領(lǐng)域，它們被稱為“完美的核聚變原料”，因?yàn)榛诤?3的核聚變不僅釋放出的能量高，還不會(huì)產(chǎn)生令人頭疼的中子輻射。
由于氦-3在地球上的天然儲(chǔ)量約等于無（估計(jì)只有500公斤左右），目前我們主要是通過人工方式來獲取少量的氦-3（例如天然氣分離、核反應(yīng)堆副產(chǎn)物提取等），因此氦-3就成為了一種珍貴物質(zhì)，大概每噸價(jià)值30億美元。
需要知道的是，作為太陽系的“老大”，太陽一直備受我們?nèi)祟惖年P(guān)注，每時(shí)每刻，都有大量的觀測設(shè)備在觀測和記錄著太陽的“一舉一動(dòng)”，其產(chǎn)生的觀測數(shù)據(jù)可謂是“堆積如山”，通過查詢這些數(shù)據(jù)，我們就可以知道太陽在過去特定時(shí)期的狀態(tài)。
實(shí)際上，此次研究正是采用了這種方法，研究結(jié)果表明，在那個(gè)時(shí)候，太陽表面出現(xiàn)了一個(gè)巨大的“裂縫”，而那些濃度高得離譜的氦-3，正是從其中洶涌而出（如下圖所示）。
研究人員指出，這個(gè)“裂縫”的本質(zhì)其實(shí)是“日冕洞”，這是太陽表面的一種特殊區(qū)域，由于那里的物質(zhì)比周圍區(qū)域溫度更低，因此它們看起來會(huì)很暗，看上去就像是太陽表面的“裂縫”一樣。
從理論上來講，因?yàn)檫@種區(qū)域中的磁力線并不像太陽表面其他區(qū)域的那樣彎曲閉合，而是敞開延伸到太空中，這樣一來，太陽風(fēng)（也就是太陽不斷向外噴射出的粒子流）就能更加輕易地從這里逃逸，并且速度也會(huì)更快，所以“日冕洞”很容易發(fā)生較為明顯的物質(zhì)噴射事件，
但問題在于，為什么這次事件中會(huì)噴出大量的氦-3呢？研究人員認(rèn)為，這可能印證了此前的一個(gè)理論，簡而言之，該理論認(rèn)為，太陽內(nèi)部的“質(zhì)子﹣質(zhì)子鏈反應(yīng)”會(huì)源源不斷地產(chǎn)生氦-3，其中的一少部分會(huì)向外逃逸，而氦-3獨(dú)特的“電荷質(zhì)量比”，使得它們可以在太陽表面磁場較弱、湍流較小的區(qū)域富集。
與之對應(yīng)的是，分析結(jié)果顯示，這次事件發(fā)生的區(qū)域，其磁場強(qiáng)度確實(shí)比較弱，它更接近于太陽平靜區(qū)域的磁場強(qiáng)度，而非活躍區(qū)域的強(qiáng)磁場，所以根據(jù)上述理論，這里就應(yīng)該富集了大量的氦-3，在此基礎(chǔ)上，再加上該區(qū)域正好是一個(gè)“日冕洞”，如此一來，就釋放出了濃度遠(yuǎn)高于正常水平的氦-3。
需要注意的是，這只能說是一種推測，實(shí)際情況是否真是如此，還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。
看到這里，相信大家會(huì)比較好奇，既然對于我們?nèi)祟悂碇v，氦-3非常珍貴，那太陽噴出的這些氦-3，會(huì)不會(huì)有一部分來自地球上，進(jìn)而讓我們獲取到這種珍貴物質(zhì)呢？
很遺憾，這個(gè)問題的答案是否定的。原因就是，地球有一個(gè)強(qiáng)大的行星級磁場，它可以有效地抵御太陽風(fēng)的侵襲，當(dāng)然也會(huì)把來自太陽的氦-3“拒之門外”。
不過我們也不必對此太過沮喪，因?yàn)榫嚯x地球最近的星球——月球，它是沒有磁場的，而這也就意味著，來自太陽的氦-3可以“暢通無阻”地來到月球上。
實(shí)際上，在過去的日子里，月球上已經(jīng)“堆積”大量的氦-3，根據(jù)科學(xué)家的估算，其儲(chǔ)量可達(dá)上百萬噸，所以未來我們真的需要大量氦-3的時(shí)候，完全可以到月球上去開采。
參考資料：Origin of the Unusual Composition of 3He-rich Solar Energetic Particles，The Astrophysical Journal, Volume 981, Number 2，DOI 10.3847/1538-4357/adb48d
