太陽大氣的氦氣結構,靠赤道地區幾乎沒有氦

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 13 日 9:11 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


氦是宇宙僅次氫的第二大豐富元素,長期以來,科學家也假定太陽的元素豐度能代表宇宙元素豐度。然而我們一直不清楚太陽大氣含多少氦,如果能摸清,就能更進一步理解太陽風的起源和加速度。終於在最近,一篇新論文揭開了迄今最完整的太陽日冕大氣地圖。

過去,科學家主要測量抵達地球的太陽風氦與氫比例,卻發現氦的比例遠低於預期,或說相當稀少,讓人不敢相信這應該是宇宙第二豐富的元素。因此科學家懷疑氦可能遺留在太陽大氣最外層的日冕(corona),而科學家對太陽大氣氦的測量,主要仰賴日震(helioseismic)模型的間接測量。

日冕是環繞在太陽周圍的電漿光環,從太陽表面延伸到外太空數百萬公里,但日冕在太陽表面的分布並不均勻:當太陽不活躍時,日冕多局限在赤道區域,冕洞覆蓋在極區;太陽活躍時,日冕則均勻的分布在赤道和極區,2009 年時,NASA 展開 HERSCHEL 探空火箭調查測量太陽大氣層氦氣的分布與含量,現在最新分析表明,氦在日冕周圍的分布並不均勻:靠赤道地區幾乎沒有氦,而中緯度地區的氦氣最多。

再與太陽和太陽圈探測器(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO)拍攝的圖像相比,可以看出太陽磁力線與中緯度重疊處元素分布的豐度,由於氦豐度在赤道地區相對低,表明氦與氫的比例與日冕磁場、太陽風速度密切相關。

HERSCHEL 從遠端研究日冕區域元素組成的這些數據,可以在之後與派克太陽探測器(Parker Solar Probe)一起交叉分析,以更理解太陽風如何加速;今年初剛升空的太陽軌道載具(SolO),日冕儀(Metis)與極紫外全太陽高解析影像儀(EUV full-Sun and high-resolution Imager,EUI)兩種儀器也能夠進行類似的元素豐度測量,能提供日冕氦氣比例的更新數據。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:NASA

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