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标 题[摘录]解开快速太阳风的来源
发信站铭传筑梦别境 (Wed Apr 27 20:46:22 2005)
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从太阳与日光层观测卫星(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO)的观
测资料,太阳物理学家终於发现太阳风的来源。太阳风是由质子(氢原子核)、
α粒子(氦原子核)、重离子和电子等带电粒子所组成,从太阳表面向太空中散
发出的粒子流,风速高达每秒300~800公里。太阳物理学家目前已知太阳风会从
太阳的不同的位置流出,但无法确定将这些带电粒子从太阳内部带至太阳表面并
向外喷射的漏斗状磁场结构究竟为何。
不过,一组由中德科学家组成的研究团队目前已经利用SOHO的极紫外辐射光谱仪
(Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation,SUMER)所观测之
都卜勒(Doppler)影像,确定太阳表面的「快速太阳风(fast solar wind)」
的来源。他们发现:这些太阳风是从接近太阳表面的磁场网络(magnetic netw-
ork)间交界地带的漏斗状磁场流出。这个研究结果,对天文学家了解太阳风来
源的磁场特性,以及太阳风对地球周边太空环境的影响,有更深入的了解。相关
论文发表在2005年4月22日的科学(Science)期刊中。
SUMER观测的是太阳风中重元素离子(heavy ions)在太阳日冕中流动时所辐射出
的某几个特定的紫外辐射。当这些紫外辐射流向地球,因都卜勒效应的关系,其
辐射波长会向短波方向移动(蓝位移blue shift),太阳物理学家因而可由此确
定太阳风的起点,并从光谱中得知太阳风的气体温度、化学组成、以及在不同大
气层中的运动。
北京大学地球物理系(Department of Geophysics of the Peking University)
涂传诒(Chuanyi Tu)教授表示:太阳物理学家已经观测到快速太阳风是来自日
冕层中亮度较暗的开放磁力线区,即所谓的「冕洞(coronal holes)」;不过
,从SOHO的混合观测资料中,,涂传诒等人才得以确定冕洞中磁场来源的特性。
当以绝对温度60万度才会产生的氖离子(Ne+7)谱线观测的都卜勒影像中,这些
快速太阳风流出的区域看来都呈现蓝移的区块,再经由与MDI比较後,他们发现
这些快速太阳风似乎是以每秒10公里的速度、从太阳北极附近的光球层上方约
20,000公里高的冕洞中的漏斗状磁场顶端向外流出。从快速太阳风流出区域的详
细磁场结构(漏斗状磁场)、高度和初始速度,是科学家解开太阳风粒子来源和
加速度来源的重要线索;未来只需继续深入研究漏斗状磁场与磁场网络中的带电
粒子状况和物理过程就可逐步解开快速太阳风的起源之谜,而这也是SOHO卫星当
初设计的主要目标之一。
参考资料来源:
Max Planck Society News Release, Solar Nebula Lasted 2 Million Years,
2005.04.22
* 转载自台北天文馆
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