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標 題[摘錄]解開快速太陽風的來源
發信站銘傳築夢別境 (Wed Apr 27 20:46:22 2005)
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從太陽與日光層觀測衛星(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO)的觀
測資料,太陽物理學家終於發現太陽風的來源。太陽風是由質子(氫原子核)、
α粒子(氦原子核)、重離子和電子等帶電粒子所組成,從太陽表面向太空中散
發出的粒子流,風速高達每秒300~800公里。太陽物理學家目前已知太陽風會從
太陽的不同的位置流出,但無法確定將這些帶電粒子從太陽內部帶至太陽表面並
向外噴射的漏斗狀磁場結構究竟為何。
不過,一組由中德科學家組成的研究團隊目前已經利用SOHO的極紫外輻射光譜儀
(Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation,SUMER)所觀測之
都卜勒(Doppler)影像,確定太陽表面的「快速太陽風(fast solar wind)」
的來源。他們發現:這些太陽風是從接近太陽表面的磁場網絡(magnetic netw-
ork)間交界地帶的漏斗狀磁場流出。這個研究結果,對天文學家瞭解太陽風來
源的磁場特性,以及太陽風對地球周邊太空環境的影響,有更深入的瞭解。相關
論文發表在2005年4月22日的科學(Science)期刊中。
SUMER觀測的是太陽風中重元素離子(heavy ions)在太陽日冕中流動時所輻射出
的某幾個特定的紫外輻射。當這些紫外輻射流向地球,因都卜勒效應的關係,其
輻射波長會向短波方向移動(藍位移blue shift),太陽物理學家因而可由此確
定太陽風的起點,並從光譜中得知太陽風的氣體溫度、化學組成、以及在不同大
氣層中的運動。
北京大學地球物理系(Department of Geophysics of the Peking University)
塗傳詒(Chuanyi Tu)教授表示:太陽物理學家已經觀測到快速太陽風是來自日
冕層中亮度較暗的開放磁力線區,即所謂的「冕洞(coronal holes)」;不過
,從SOHO的混合觀測資料中,,塗傳詒等人才得以確定冕洞中磁場來源的特性。
當以絕對溫度60萬度才會產生的氖離子(Ne+7)譜線觀測的都卜勒影像中,這些
快速太陽風流出的區域看來都呈現藍移的區塊,再經由與MDI比較後,他們發現
這些快速太陽風似乎是以每秒10公里的速度、從太陽北極附近的光球層上方約
20,000公里高的冕洞中的漏斗狀磁場頂端向外流出。從快速太陽風流出區域的詳
細磁場結構(漏斗狀磁場)、高度和初始速度,是科學家解開太陽風粒子來源和
加速度來源的重要線索;未來只需繼續深入研究漏斗狀磁場與磁場網絡中的帶電
粒子狀況和物理過程就可逐步解開快速太陽風的起源之謎,而這也是SOHO衛星當
初設計的主要目標之一。
參考資料來源:
Max Planck Society News Release, Solar Nebula Lasted 2 Million Years,
2005.04.22
* 轉載自臺北天文館
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