熾熱的太陽(yáng)大氣，或源于磁場(chǎng)亂流，新探測(cè)器能否揭開(kāi)謎底？

好奇少年：為什么太陽(yáng)的大氣層比它的表面更熱？

【資料圖】

圖片來(lái)源：shutterstock圖片網(wǎng)

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為什么太陽(yáng)的大氣層比它的表面更熱？——奧利維亞，9歲，來(lái)自堪培拉

嗨，奧利維亞！這是一個(gè)相當(dāng)棒的問(wèn)題！事實(shí)上，世界上有許多科學(xué)家正在試圖回答它。真相就是——我們并不知道！

然而，關(guān)于加熱太陽(yáng)大氣層的能量的來(lái)源，我們已經(jīng)有了一些想法，而這一切與太陽(yáng)的磁場(chǎng)緊密相連。讓我來(lái)解釋這意味著什么。

太陽(yáng)的溫度

熱量來(lái)源于太陽(yáng)的中心，在它酷熱的核心之中，溫度可以達(dá)到2700萬(wàn)攝氏度。就像我們遠(yuǎn)離一處營(yíng)火時(shí)一樣，離太陽(yáng)核心的距離越遠(yuǎn)，溫度就降得越低。太陽(yáng)的表面只有6000攝氏度，比它的核心要冷得多。同樣，在離開(kāi)表面的一小段距離之內(nèi)，它的溫度持續(xù)降低。然而，在離表面更遠(yuǎn)的地方，太陽(yáng)的大氣層里，溫度忽然間飆升至上百萬(wàn)攝氏度！必然有某種力量在加熱太陽(yáng)的大氣，但我們無(wú)法輕易地確定它們是什么。

太陽(yáng)磁場(chǎng)是關(guān)鍵

專家公認(rèn)的解釋是，太陽(yáng)的磁場(chǎng)實(shí)際上正在把能量從內(nèi)部帶出，穿過(guò)它的表面，送入它的大氣。就像地球一樣，太陽(yáng)有一個(gè)磁場(chǎng)。我們可以把磁場(chǎng)想象為一組不可見(jiàn)的線，連接一個(gè)恒星或行星的南北兩極。我們不能看見(jiàn)磁場(chǎng)，但通過(guò)那些能夠?qū)λ龀龇磻?yīng)的物體，我們知道了它們的存在。例如，一個(gè)地球上的指南針會(huì)永遠(yuǎn)指向北極，因?yàn)樗c地球的磁場(chǎng)保持一致。

^在這張圖里，你可以看到地球的磁場(chǎng)如何向太空中延伸，最終回歸地球。紅色的端點(diǎn)代表地磁的北極，白色代表南極 圖源：shutterstock

太陽(yáng)也擁有南北兩個(gè)磁極，即便如此，它的磁場(chǎng)活動(dòng)與地球不同，看起來(lái)更加混亂。在太陽(yáng)的表面上，這些磁感線看上去像是伸向大氣的許多線圈，不斷地隨時(shí)間流逝而變化。

如果這些線圈相互接觸，它們可能會(huì)造成突然的爆發(fā)，產(chǎn)生巨大的能量并為大氣層加熱。我們也知道波動(dòng)會(huì)沿著磁感線運(yùn)動(dòng)并向上傳輸能量。它們能否為大氣層提供足夠的熱量？加熱大氣的過(guò)程是波動(dòng)與爆發(fā)共同作用的結(jié)果，還是有別的東西的加入？擁有測(cè)量太陽(yáng)磁場(chǎng)的能力，將會(huì)極大地幫助我們理解那些正在發(fā)生的事情。

這就是我們想象中的太陽(yáng)磁感線，如果我們可以在它們從表面伸出來(lái)的時(shí)候看到它們。圖片來(lái)源：NASA

測(cè)量磁場(chǎng)

磁場(chǎng)或許是無(wú)形的，但我們?nèi)匀荒軌驕y(cè)量它，因?yàn)樗鼈儠?huì)輕微地影響來(lái)自太陽(yáng)的光線。太陽(yáng)的表面非常明亮，很容易就能觀測(cè)到由它發(fā)出的光線的變化，從而測(cè)量出磁場(chǎng)。

然而，太陽(yáng)的大氣層是如此的熾熱，以至于在那兒的光線無(wú)法被看見(jiàn)。大氣層會(huì)發(fā)出X射線，一種我們無(wú)法看到的光。即使我們用上了特殊的X射線望遠(yuǎn)鏡，來(lái)自太陽(yáng)大氣層的X射線對(duì)我們來(lái)說(shuō)也過(guò)于黯淡，無(wú)法從中得出大氣磁場(chǎng)的形狀。

好消息是，一顆全新的衛(wèi)星——NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器，正在靠近太陽(yáng)（沒(méi)有太過(guò)靠近）的軌道上運(yùn)行。為了測(cè)量它們，它實(shí)實(shí)在在地飛越了那些磁場(chǎng)。在接下來(lái)的五年里，我們應(yīng)該會(huì)從它那兒收到許多激動(dòng)人心的消息。

這些關(guān)于磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果會(huì)使我們更加接近真相，理解到底是什么使得太陽(yáng)以及其他恒星的大氣層比它們的表面更加熾熱。

NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器大約有一輛汽車那么大。圖片來(lái)源：NASA

相關(guān)知識(shí)：紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)，也被稱為“紐卡素大學(xué)”，是位于澳大利亞新南威爾士州紐卡斯?fàn)柺械囊凰⒋髮W(xué)。這所學(xué)校建立于1965年，本部位于紐卡斯?fàn)柕目ɡ瓭h郊區(qū)。與此同時(shí)，這所大學(xué)在歐倫巴、新麥克奎爾港、新加坡、紐卡斯?fàn)栔行纳虅?wù)區(qū)以及悉尼中心商務(wù)區(qū)擁有校區(qū)。除了這些現(xiàn)有的區(qū)域，新的校區(qū)也會(huì)被加入。

BY:Hannah Schunker

FY: 奈亞拉托離譜

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