太陽表面出現神秘波浪 速度奇快

太陽表面一角的圖像

美國宇航局太陽動力學空間天文台太陽大氣成像儀(AIA)捕捉到太陽表面出現的神秘波浪，時速達到每秒2000公裡，後經過確認：這是一種在低日冕時出現的准周期震盪波，速度非常快，如果按這個速度抵達月球再返回，不僅比目前的速度快16倍，而且還有時間喝咖啡。這個准周期震盪波極有可能與日冕加熱之謎、太陽耀斑的誘發以及太陽風的加速機制有密切的聯繫。

針對此次觀測到的低日冕准周期波，史丹福大學助理研究員劉偉（Wei Liu）博士已經在美國天文學會太陽物理組的年會上提交，博士目前供職於位於美國加州帕羅奧多市的洛克希德馬丁公司先進技術中心(ATC)，下屬的太陽和天體物理學實驗室（LMSAL）。他的研究主要提供了在太陽低大氣高度上，磁聲波高速傳播的直接證據。我們知道，高溫等離子體會產生“漣漪效應”，這種漣漪效應就像在加熱肉汁時表面出現泡沫爆裂的情形。雖然目前通過計算機模擬，建立模型以及相關理論都可以得知其實如何發生的。但是在這之前，這種准周期震盪波還沒有被直接觀測到，這是為什麼呢？很簡單，那是因為我們的觀測速度還不夠快。

所發現的震盪波詳細圖解

要進行這種對探測器以及測控要求極高的觀測，太陽動力學空間天文台（SDO）代表了相當的技術高度。其搭載的太陽大氣成像儀（AIA）具有非常高的時空解析度，這也是第一次使科學家們清晰地觀測到了准周期震盪波的出現過程。太陽大氣成像儀以極高的靈敏度在極紫外波段上拍攝到了太陽日冕的圖像，每12秒進行 0.1-2秒的曝光，整個跨度大約在1100公裡。此外，AIA還可以對整個太陽進行7個同步波長的觀測，可以使科學家在大尺度以及大溫度範圍內對其進行跟蹤觀測。

本次觀測中的主要對像是日冕結構，日冕是太陽的最外層大氣結構，厚度可波及到數百萬公裡，延伸至數個太陽半徑。溫度可達幾百萬攝氏度。日冕物質拋射形成一個拱門型的結構，持續時間在30到200秒，沿著磁環方向運動。通過研究，科學家發現其在空間和時間尺度以及分散關係上符合磁聲波得快速運動的模型。同時，參與該研究的美國天主教大學的研究人員也希望對這次觀測到的准周期波進行計算機三維動畫模擬再現。

然而，根據太陽和天體物理學實驗室（LMSAL）Karel Schrijver博士的觀點，這種准周期波看上去似乎是一種太陽表面常見的現象，在太陽動力學空間天文台第一年的任務期間，太陽表面顯得比較平靜，也觀測到大約十來個這種類型的波動。而這種波動的觸發機制目前還在研究階段，只能說其與太陽耀斑的發生存在密切的聯繫，具體表現為其具有極其相同的震動頻率。

基於以上觀測，AIA首席研究員認為這次研究所觀測到的現象，不僅前人不知，而且還帶來越來越多的衍生問題，但是根據目前所掌握的情況推測：這種類型的准周期震盪波很可能與一些元素的產生有關，產生的過程可能主要的太陽表面附近。例如把日冕加熱到幾百萬攝氏度，太陽表面溫度只有幾千度，而日冕的溫度卻有幾百萬度，其中可能就有震盪波的作用；還有加快太陽風，誘發太陽耀斑等，以及在太陽不同氣層間傳遞能量和信息，都很可能與准周期震盪波有關。通過對其進行了直接的觀測，我們能在一定程度上開始解開太陽物理學上一些謎團，了解太陽物理作用與地球間的深層次的聯繫。