30 年數據鎖定太陽磁場起源，藏在表面下方 20 萬公里

太陽磁場源自內部導電流體的差動自轉與對流運動，但起源具體位置至今不明。近日，紐澤西理工學院團隊分析 30 年太陽振盪數據追蹤內部動力學，指出太陽發電引擎位置可能落在表面以下約 200,000 公里。

太陽不是固體，而是一顆由帶電粒子組成的導電高溫電漿球，當導電流體運動，只要有一點原始磁場存在，就可透過電磁感應產生電流，反過來產生磁場——也就是「發電機（dynamo）」基本概念。

對太陽來說，磁場形成的「引擎」並非單一來源，而是源自差動自轉（differential rotation）、電漿對流等動態過程，並導致太陽形成 11 年一次的磁極翻轉週期。

差動自轉指天體自轉時不同區域角速度不同的現象，已知太陽赤道轉得比高緯度快，太陽內部不同緯度、深度的流體轉速也不同，此結果將原本大致呈「南北向」的磁力線往東西方向拉長，變成強環向磁場，糾結混亂的局部磁場最終浮出太陽表面，形成太陽黑子，引發可見的太陽閃焰與日冕物質拋射現象。

雖然太陽閃焰與日冕物質拋射驅動太空天氣，但過去科學家無法確定太陽強磁場起源位置，為解開太陽內部結構，紐澤西理工學院天文學家 Krishnendu Mandal 團隊結合太陽和太陽圈探測器（SOHO）邁克爾遜都普勒成像儀、太陽動力學天文台（SDO）日震與磁成像儀（HMI）、全球日震觀測網（GONG）約 30 年觀測數據，分析數十億個單獨測量結果，建立太陽內部振動最詳細記錄圖。

就像地震學家研究地球地震，研究人員分析穿過太陽的聲波並測量傳播時間變化，揭開恆星內部熱電漿如何移動旋轉，並找出表面下方旋轉速度較快與較慢的地帶。

多年來，科學家一直懷疑太陽表面下方約 20 萬公里處的差旋層（tachocline）對太陽發電機效應至關重要，現在我們有了明確觀測證據。

分析結果表明，該邊界將太陽外部對流層與內部穩定輻射層隔開，跨越差旋層，太陽自轉會突然發生變化產生強大剪切流，為太陽磁場提供動力。

弄清太陽發電機運作位置可幫助科學家完善太陽活動預測模型，雖然研究結果還無法精確預測未來太陽活動週期，但強調將差旋層納入太空天氣預報模型重要性。