解開太陽磁場起源,僅始於恆星最外層

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 23 日 13:12 | 分類 天文 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
解開太陽磁場起源,僅始於恆星最外層


自天文學家開始研究太陽磁場以來,其起源點一直籠罩在迷霧中,這個謎團最近有了重大進展。新研究發現,太陽磁場起源並不像過去認為位於太陽深處,而是源自太陽表面最外層電漿不穩定性,深度僅 32,000 公里。

太陽是一顆巨大的電漿球,帶電離子在旋轉過程中產生強大磁場,翻滾流動的電漿區域被稱為對流區,涵蓋太陽半徑三分之一──自表面向核心延伸約 200,000 公里。

由於磁力線不能相互交叉,因此這些磁場有時會「打結」,從而將稱為太陽閃焰、日冕物質拋射(CME)的巨量物質噴到太空,如果指向地球,可能引起強烈地磁風暴。

但研究人員其實不確定太陽大部分磁場確切來源,太陽對流區的電漿攪動會扭曲太陽磁場線,使其看起來像一碗麵條,但太陽活動又存在約 11 年的規律週期,究竟它如何辦到既狂野又守秩序?

先前曾嘗試以電腦 3D 模擬繪製太陽電漿流動,只是模型往往過於簡單,不符合更複雜、更難觀察的太陽內部,所得結果也因此不如實際觀測。

在最新研究中,研究人員轉而使用日震學領域數據:利用太陽表面振動來推斷內部結構,依此建立的新模型表明,穿過太陽表面頂部 5~10% 的電漿流變化,與我們從外部看到的太陽黑子活動最接近。

若換將太陽深層建模為磁場源,情況就會變混亂,導致太陽黑子聚集在太陽兩極而非赤道,與當前已知數據不匹配。

這說明太陽黑子、閃焰可能是淺層磁場產物,而非源自太陽深層磁場。我們對太陽活動週期知之甚少,但該週期某種程度與太陽磁場有關,了解其起源會是科學家弄清驅動太陽週期的關鍵,若研究方向正確,這項發現能讓科學家更好預測太陽耀斑與風暴。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:pixabay