中德联手探索太阳风起源的磁场本质

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站  2005-04-24

  确定日冕中太阳风高速流发源地的磁结构，观测到太阳风来自一种漏斗状结构的磁场区域

    本报讯 中德科学家在认识太阳风起源的磁场本质上有了新突破，他们确定了日冕中太阳风高速流发源地的磁结构，并利用欧空局（ESA）和美国航天局（NASA）研制的太阳日球层观测飞船（SOHO）上的太阳紫外辐射分光计（SUMER），观测到太阳风来自一种漏斗状结构的磁场区域，这些漏斗状的磁场结构底部位于太阳表面网状磁结构的边缘。该成果将发表于4月22日的《科学》杂志。

    太阳风是一种来自太阳影响地球空间环境的稀薄而炽热的电离气体，由质子、α粒子、少数重离子和电子流组成的。它们由太阳表面发出，以300至800公里/秒的速度“刮”到地球。太阳风会影响卫星和航天设备等的正常运行以及干扰地球上无线电通讯正常工作，它所引起的磁暴也会影响地球上的敏感的电子控制系统。另外，太阳风剧烈时也可能对人体产生伤害。
    “太阳风源区的磁场结构非常难以琢磨”，文章第一作者、北京大学地球物理系的涂传诒教授说，“很多年以来，太阳物理学家和空间物理学家们观测到太阳风高速流来自太阳表面一种暗的开磁场区域，这种区域被称为冕洞。我们利用了一种新的方法，综合SOHO观测到的复杂的物理现象，获得了冕洞源区的物理特性：太阳风高速流来自日冕漏斗结构，在光球层上部2万公里的高度，以10公里/秒的速度发出。”
    SUMER分光计通过观测太阳北极一个很大区域的紫外辐射来考察太阳风。“日冕漏斗状磁场结构清晰地揭示了太阳风源区磁场的细节特征，而太阳风初始高度和速度的确定是揭示太阳风物质补给和加速问题的重要一步。我们现在正着眼于研究日冕漏斗结构扩展区以及漏斗颈部基于磁场网状结构的等离子体条件和物理过程。”涂教授和他的合作伙伴德国马普学会的Eckart Marsch教授说。
    “以前认为太阳风高速流起源于光球层上方电离的氢离子层的开磁场区，” Marsch教授说，“然而，C5＋离子谱线微小的多普勒平移显现表明在5千公里高度没有明显的太阳风。在漏斗周围高度只有几千公里的小的磁回路给太阳风不断补给了等离子体流。通过磁重联等离子体从周围加入到漏斗中来，它们最终将被加速形成太阳风。”
    该研究由北京大学涂传诒、周成、赵亮，德国马普学会太阳系研究所E.Marsch、K.Wilhelm，中国科技大学夏利东，北京天文台汪景琇等合作进行。

　　  [科学时报]

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