為什麼太陽日冕比表面熱 200 倍？科學家發現反射電漿波是主因

我們的太陽有個神祕現象，即太陽表面溫度約 5,500℃，外層大氣（日冕）溫度卻高達 100 萬℃，比表面熱 200 倍，科學家百思不解為何遠離太陽溫度反而升高，直到最近美國普林斯頓電漿物理實驗室團隊取得重大發現，確定反射電漿波是導致日冕升溫的原因。

自 1939 年首次發現日冕高溫以來，科學家一直試圖確認導致日冕升溫的可能機制，比如磁重聯、聲波傳遞、粒子加速等，但始終沒有確切結論。

磁重聯：太陽的磁場非常強，當磁場線相互交錯並重新連接會釋出大量能量，從而加熱日冕。
聲波和電磁波：太陽內部聲波與其他波動會將能量傳遞到日冕，導致日冕溫度上升。
粒子加速：日冕中存在高能粒子與電漿，這些粒子在強磁場影響下被加速，進一步提高日冕的溫度。

現在，美國普林斯頓電漿物理實驗室（PPPL）研究員 Sayak Bose 團隊透過實驗與模擬解釋了為何日冕比太陽表面還熱，他們發現反射電漿波（reflected plasma wave）是加熱冕洞（日冕的低密度區域）原因。

日冕洞通常具有極高溫度，研究人員利用大型電漿裝置模擬冕洞周圍條件，觀察擺動的磁場激發一種稱為「阿爾文波（Alfvén wave）」的電漿波，證明當阿爾文波遇到電漿密度與磁場強度不同的區域，比如日冕洞周圍太陽大氣，它們就會被反射並向後傳播到源頭，當向外移動的波與向內移動的反射波碰撞形成湍流，就會引發加熱機制。

物理學家長期假設阿爾文波反射可以解釋日冕洞加熱，但很難在實驗室驗證或直接測量，新的研究首度證明阿爾文波反射不僅可能發生，且反射能量足以加熱日冕洞。