天文学家从太阳磁场中捕获了前所未有的数据，距离了解最持久的太阳之谜之一又近了一步。从美国国家科学基金会(NSF)位于夏威夷的DanielKInouye太阳望远镜(DKIST)(世界上最强大的太阳望远镜)收集到的开创性数据提供了迄今为止最详细的所谓太阳系磁场的描述。太阳表面“安静”。

包括谢菲尔德大学研究人员在内的一个国际科学家团队认为，这些数据对我们如何模拟太阳各层之间的能量传输具有重要意义。该研究已发表在《天体物理学杂志快报》上。

这可能有助于解释天体物理学中最大的难题之一——为什么太阳的最外层(“日冕”)比表面(“光球层”)热数百倍，尽管预期情况恰恰相反。

谢菲尔德大学数学与统计学院的高级联合研究员RobertusErdelyi教授表示：“这些观测结果揭示并证实了太阳低层大气中磁场的蛇形拓扑结构，通常也称为色球层。深入了解磁场几何形状对于理解驱动太阳大气中等离子体动力学的各种能量现象至关重要。

“这包括备受追捧的磁性行为，这种行为最终可能导致太阳等离子体达到数百万开尔文的温度。这些磁场也被认为会驱动整个太阳系中最大、最强大的爆炸，即日冕物质抛射。(CME)。”

DKIST于2022年落成，是地球上最强大的太阳光学望远镜。它能够破纪录地观测太阳，其分辨率相当于从伦敦在曼彻斯特看到一枚50便士的硬币。

该项目由贝尔法斯特女王大学牵头，与谢菲尔德大学、美国国家科学基金会国家太阳观测站、加州州立大学高海拔观测站、德国马克斯·普朗克太阳系研究所和匈牙利罗兰大学合作，利用了这种电力揭示磁场中一种新的、复杂的、蛇形的能量模式。

过去，对日冕和光球层之间热量变化的许多研究都集中在“太阳黑子”上——非常大、高磁性和活跃的区域，通常与地球大小相当——它们可以充当太阳外层之间能量的管道。

远离太阳黑子，所谓的“安静的太阳”被称为“颗粒”的对流细胞所覆盖，这些对流细胞的大小通常约为法国，其中蕴藏着更弱但更动态的磁场，这可能蕴藏着平衡能量预算的秘密。色球层。

过去十年的大多数观测报告都发现，磁场是按照安静光球层中的小环组织的。通过DKIST，研究人员发现了一些意想不到的东西，找到了与磁方向蛇状变化一致的更复杂模式的第一个证据。

该研究的联合研究员兼女王大学ARC主任MichailMathioudakis教授表示：“磁场方向的小规模变化越复杂，能量通过我们称为磁重联的过程释放的可能性就越大。”——当两个指向相反方向的磁场相互作用并释放有助于大气加热的能量时。

“我们使用世界上最强大的太阳光学望远镜揭示了在最小尺度上见过的最复杂的磁场方向。这使我们更接近于理解太阳研究中最大的难题之一。”

埃尔德利教授补充道：“得益于这项研究，我们可能在理解太阳这颗赋予生命的恒星方面又近了一步。

“这些都是大西洋两岸众多机构的初级和高级科学家共同取得的惊人成果。DKIST太阳望远镜是同类中最大的太阳望远镜，为太阳物理学开辟了革命性的新途径。”