太阳。图片来源：英国伦敦大学学院
日冕作为太阳极为炙热的外层，与温度相对较低的内层相比，有着极为不同的化学组成，但造成此差异的原因尚不明确，困扰了科学家几十年。
有一种解释是，在中层（色球层），磁力波施加了一种力，将太阳的等离子体分裂成不同成分，只有离子被输送到了日冕，而中性粒子则被留在原处（从而导致了外层大气中诸如铁、硅、镁等元素的积累）。
太阳中连接不同磁极区域的丝状等离子体。图片来源：NASA
如今，在一项发表于《天文物理学杂志》的研究中，研究人员结合位于美国新墨西哥州的望远镜和近地卫星的观测结果，确定了色球层的磁力波与炙热外层大气中富含电离粒子区域间的联系。
这项研究的第一作者Deborah Baker博士（英国伦敦大学学院 空间与气候物理学）表示：“太阳内外层之间的化学成分差异首次发现于50多年前。这一发现也引出了天体物理学中长期悬而未决的问题之一。”
“考虑到不同层之间在物理上是相连的，而且日冕中的物质来源于最内侧的光球层，它们在成分上的差异着实令人诧异。”
“对太阳大气层的地基观测与天基观测几乎同时开展，现在，得益于二者观测结果的结合，我们很可能切实探测到色球层磁力波，并将它与日冕中丰富的元素储量相联系，而这些元素是太阳内部区域所没有的。”
“弄清楚日冕的形成过程对我们更好地理解太阳风至关重要。太阳风是一股从太阳向外侧流动的带电粒子，能够破坏卫星和地球上的公共设施。”
“我们的新发现将帮助我们分析并追踪太阳风，确定它来自太阳大气的哪个位置。”
这项新研究的作者们于上月在《皇家学会哲学学报》（the Philosophical Transactions of the Royal Society）上发表了一篇相关的论文，该论文明确探测到了色球层中的磁力波，排除了其他可能产生类似磁振荡的因素，也是此次新发现的基础。
磁力波（沿某一个方向运动的离子振动）存在的理论于1942年被首次提出，人们认为，它由日冕中每秒发生的数以百万计的纳米耀斑或微型爆炸产生。
太阳抛射的日冕物质。图片来源：NASA
这篇新论文背后的研究团队通过模拟磁场范围来追踪波的方向，并发现色球层中反射的波与日冕中富含电离粒子的区域之间似乎有着磁力的联系。
两篇论文的联合作者Marco Stangalini博士（意大利航天局和罗马国家天体物理研究所）表示：“内层、光球层、日冕之间化学组成差异的特征并非为我们太阳系的恒星所独有，是整个宇宙中恒星的共性。因此，通过观察我们太阳系‘本地’的实验室——太阳，我们能够加深对遥远宇宙的理解。”
两篇论文中使用的观测结果来自IBIS——位于新墨西哥州的Dunn太阳望远镜上的高分辨率光谱偏振成像仪，同时结合了来自日本/英国/美国日出太阳天文台的EUV成像光谱仪（EIS）（该仪器由伦敦大学学院领导的团队设计并建造）和NASA太阳动力学天文台（SDO）的观测数据。
研究人员表示，他们的发现为将来利用太阳轨道器提供的数据进行研究提供了基础。太阳轨道器任务由欧洲航天局提出，旨在获取太阳的特写图像。该任务携带着由伦敦大学学院提出、设计和建造的仪器，于去年2月发射。
翻译：耿淑娟
审校：张和持
引进来源：英国伦敦大学学院
本文来自：中国数字科技馆
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