美国国家航空航天局的太阳动力学天文台捕捉到了耀斑爆发的紫外线图像。
美国宇航局
介绍
带电粒子流不断地从太阳大气层升起，并以每小时数百万公里的速度向外辐射，产生如此巨大的太阳风，以至于它的极限定义了我们太阳系的外缘。
尽管这股风的影响范围很广，但它的形成一直是个谜。现在，一项新的分析认为，太阳风是由太阳日冕或外层中的一组间歇性、小规模喷射状喷发集体提供动力的。科罗拉多州博尔德市西南研究所的太阳物理学家、该研究的合著者克雷格·德福雷斯特 ( Craig DeForest)说：“这个想法类似于礼堂中的个人鼓掌声如何随着观众的掌声变成稳定的轰鸣声。”
虽然科学家们已经知道日冕是通常持续几分钟的小型射流的家园，但他们之前只发现了其中的一小部分，主要是在从日冕较冷、密度较低的区域（称为日冕孔）中出现的羽流底部.
新研究表明它们无处不在。 “一旦你知道如何找到它们，你就会发现它们几乎无处不在日冕的每个结构中，”合著者、西南研究所的太阳物理学家丹·西顿说。
研究小组发现，即使在太阳活动极小期（太阳 11 年周期中最不活跃的阶段），喷流也存在，每个宽度在 1,000 到 3,000 公里之间——这一结果与太阳风无处不在的性质一致。 “你可以随机选择任何一天，喷射流就在那里，就像太阳风一样，”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的太阳物理学家、该研究的主要作者Nour Raouafi说。
在上个月发表在《天体物理学杂志》上的阐述新发现的论文中，研究小组提供了证据表明喷射流是由一种称为磁重联的过程激发的，该过程会加热并加速带电粒子的等离子体。研究人员认为，喷流随后会产生加热日冕的波浪，使等离子体能够逃脱太阳的引力并结合形成太阳风。
未参与这项研究的蒙大拿州立大学太阳物理学家Charles Kankelborg说：“这些数字看起来很有希望，表明喷流确实很有可能将太阳损失的质量提供给太阳风。”
引擎
小规模、间歇性事件可以共同驱动太阳风的想法源于去年去世的太阳物理学先驱尤金帕克的工作。 1988 年，他提出由微小的磁重联爆发驱动的“纳米耀斑群”可以加热日冕，足以为风提供动力。
天文摄影师安德鲁·麦卡锡 (Andrew McCarthy) 和杰森·古恩泽尔 (Jason Guenzel) 根据定制改装的太阳望远镜拍摄的 90,000 多张照片创作了这张照片。
介绍
然而，由于磁测量的分辨率低，很难找到这种小规模重联的证据。
对于这项新研究，研究人员检查了来自各种来源的高分辨率图像，包括美国宇航局的太阳动力学天文台、 GOES-R 卫星——最著名的气象卫星——以及大熊太阳天文台的古德太阳望远镜。他们发现，以前看起来没有磁通量的日冕区域实际上充满了复杂的磁场。该团队还能够将几个喷气式飞机与特定的重新连接事件联系起来。研究人员预计，更精细的磁场数据可以揭示更高的重联率和喷射率。
研究小组继续建议，喷射流会产生一种特殊的波，称为阿尔文波，加热日冕。阿尔芬波曾被认为是一种可以解释太阳风的竞争机制。但越来越多的人认为这些过程可以协同工作。美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳物理学家Judith Karpen说：“这些重新连接驱动的喷流在全球范围内的存在为重新连接和为太阳风提供动力的阿尔芬波提供了一个自然的解释。”
研究人员预计，即将开展的工作将以前所未有的细节揭示日冕过程。他们的希望在于更新的望远镜，例如国家太阳天文台的Daniel K. Inouye 太阳望远镜，以及 2020 年发射的 NASA 和欧洲航天局的联合项目Solar Orbiter 。
Raouafi 说：“事实证明，喷射的光谱来自相对较大的事件，以最小尺度的帕克纳米耀斑结束。”
乔治梅森大学的太阳物理学家Jie Zhang说，喷流可能与太阳的大规模事件有关，例如耀斑和日冕物质抛射。他说：“小规模喷发可能在将磁结构转化为更连贯的大规模结构方面发挥作用，这些结构可以在喷发前储存大量能量。”
目前，新的喷流发现证实了帕克和他的同时代人的遗产。 “这是 30 年后的一些观察结果，表明它们可能是正确的，”Kankelborg 说。
原文： https://www.quantamagazine.org/tiny-jets-on-the-sun-power-the-colossal-solar-wind-20230424/