德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）的一组科学家在理解太阳最令人烦恼的谜团之一方面取得了重大进展：我们的恒星如何推动构成太阳的粒子 太阳风 进入太空？
这些信息为研究人员以前难以到达的日冕关键区域提供了独特的视角。在那里，该团队首次记录了等离子体结构的动态网络，类似于一个漫长的、交织在一起的网。当来自各种空间探测器的数据和全面的计算机模拟结合起来时，就会出现一幅清晰的图片：磁能被释放，粒子逃逸到与细长的日冕网结构相互作用的空间中。
美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的对地静止运行环境卫星 (GOES) 传统上关注的不是环境问题。 周日.
2018 年 XNUMX 月和 XNUMX 月进行了一次探索性观测活动，对扩展的日冕进行成像。在一个多月的时间里，GOES 的太阳紫外线成像仪 (SUVI) 像往常一样直接观察太阳，并捕获太阳两侧的图像。
在观测活动期间担任 SUVI 首席科学家的 SwRI 的 Dan Seaton 博士说： “我们有难得的机会以一种不寻常的方式使用仪器来观察尚未探索过的区域。我们甚至不知道它是否有效，但如果有效，我们就会有重要的发现。”
中间日冕，可见光以上 350 万公里的太阳大气层 太阳表面，首次可以在紫外光下进行拍摄，整合各个视角的照片，大大增加了仪器的视野。
这项新研究的主要作者、MPS 的 Pradeep Chitta 博士说： “在日冕中部，太阳能研究存在一些盲点。 GOES 数据现在提供了显着的改进。在日冕中部，研究人员怀疑驱动和调节太阳风的过程。”
© 自然天文学，Chitta 等人。 / GOES/SUVI / SOHO/LASCO
我们的恒星最广泛的方面之一是太阳风。日光层是一个稀薄的等离子体气泡，表示太阳的影响范围，是由太阳发射到太空并传播到太阳系极限的带电粒子流创建的。太阳风根据其速度分为快和慢两部分。日冕洞的内部，即在日冕紫外线辐射下显得黑暗的区域，是所谓的快速太阳风的发源地，这种太阳风的传播速度可能超过每秒 500 公里。然而，人们对缓慢的太阳风的起源知之甚少。然而，即使是缓慢的太阳风粒子也会以 300 至 500 公里/秒的超音速速度穿过太空。
超过百万度的热日冕等离子体需要逃离太阳才能形成缓慢的太阳风。这里有什么机制在起作用？此外，缓慢的太阳风并不均匀，但至少部分地揭示了清晰可辨的流光的射线状结构。它们起源于何处以及如何起源？这些是新研究中解决的问题。
GOES数据中可以看到赤道附近的一个区域引起了研究人员的注意：两个日冕洞，太阳风不受阻碍地从太阳流走，靠近一个有 强磁场。这些系统相互作用被认为是缓慢的太阳风的潜在起源。
该区域上方的中间日冕由细长的等离子体结构描绘，这些结构在 GOES 数据中径向向外指向。这种现象是首次被直接观察到，作者团队将其称为日冕网。网络的结构经常交互和重组。
研究人员早就知道外日冕的太阳等离子体表现出类似的结构。去年庆祝成立 25 周年的 SOHO 航天器上搭载的日冕仪 LASCO（大角度光谱日冕仪）几十年来一直在提供该地区的可见光图像。
科学家认为，开始进入太空的缓慢太阳风的结构类似于喷射流。正如最近的研究令人印象深刻地证明的那样，这种结构已经在中间占主导地位 电晕.
研究人员还检查了来自其他太空探测器的信息，以更深入地了解这一现象：美国宇航局太阳动力学观测站（SDO）提供了太阳表面的同期图像，而侧视图则由 STEREO-A 航天器提供，自2006年以来，它一直先于地球绕太阳运行。
进行计算机模拟的 Predictive Science Inc. 的库珀·唐斯 (Cooper Downs) 博士说： “利用现代计算技术，结合对太阳的遥感观测，研究人员可以使用超级计算机来构建日冕中难以捉摸的磁场的真实 3D 模型。在这项研究中，研究小组使用先进的磁流体动力学（MHD）模型来模拟这一时期日冕的磁场和等离子体状态。”
进行计算机模拟的 Predictive Science Inc. 的库珀·唐斯 (Cooper Downs) 博士说： “这帮助我们将在中日冕中观察到的迷人动态与流行的太阳风形成理论联系起来。”
奇塔 说过, “正如计算所示，日冕网的结构遵循磁场线。我们的分析表明，中日冕的磁场结构受到缓慢的太阳风的影响，在加速粒子进入太空方面发挥着重要作用。根据该团队的新结果，日冕中部的热太阳等离子体沿着日冕网的开放磁场线流动。在磁力线交叉和相互作用的地方，能量就会被释放。”
“有很多迹象表明研究人员正在研究一个基本现象。在太阳活动频繁期间，日冕洞经常出现在赤道附近靠近高磁场强度的区域。因此，我们观察到的日冕网络不太可能是一个孤立的案例。”
该团队希望从未来的太阳任务中获得进一步、更详细的见解。其中一些，例如欧洲航天局计划于 3 年进行的 Proba-2024 任务，配备了针对中日冕的仪器。 MPS参与了本次任务数据的处理和分析。结合目前正在运行的探测器（例如美国宇航局帕克太阳探测器和欧空局太阳轨道飞行器）的观测数据（这些探测器离开地球-太阳线），这将使我们能够更好地了解日冕网的三维结构。
杂志参考：
- LP Chitta、DB Seaton、C. Downs、CE DeForest、AK Higginson。直接观测复杂的日冕网驱动高度结构化的慢速太阳风。 自然天文学，24 年 2022 月 XNUMX 日。DOI： 10.1038/s41550-022-01834-5
