两艘航天器在解释太阳神秘的热量方面迈出了巨大的一步。
美国宇航局(NASA)和欧洲航天局(ESA)之间的合作探索了一个持久的谜团。理论上,太阳的大气层——日冕——应该比其表面温度低。这是因为太阳的能量来自其核心的核炉。由于日冕离这个热源较远,逻辑上应该表明它的温度较低。
事实上,情况并非如此。太阳表面的温度“仅”约为6,000摄氏度。与此同时,日冕的温度高达100万度,比原来高出150多倍。
为了解释这种差异,科学家们指出了一种称为等离子体的带电气体,它构成了日冕。他们怀疑太阳大气中的湍流正在加热等离子体,但一直在努力证明这一理论。
为了收集进一步的证据,需要两艘航天器。在距目标一定距离处进行遥感。然后它将使用相机以不同波长观察太阳及其大气。
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其他航天器将飞过该地区。当卫星移动时,它将测量该区域的粒子和磁场。
每艘航天器都可以单独发现有用的线索。但在一起时,他们可以更全面地描绘等离子体中发生的情况。
美国宇航局和欧洲航天局拥有执行该任务的理想候选者:太阳轨道飞行器和帕克太阳探测器。
欧空局领导的太阳轨道飞行器主要负责遥感操作。与此同时,美国宇航局的帕克太阳探测器的任务是更接近太阳进行现场测量。
这两艘航天器共同实现了星际里程碑:首次同时测量日冕的大尺度结构和等离子体的微物理特性。
研究人员在本周《自然通讯》杂志上发表的一篇研究论文中揭示了他们的发现。
在比较观察结果后,研究小组确信湍流是一种传递能量的方法。他们将这种效果与搅拌一杯咖啡进行了比较。当流体移动时,能量被转移到越来越小的尺度,最终将能量转化为热量。
在日冕中,流体也被磁化。这样一来,磁能也可以转化为心能。
欧洲航天局太阳轨道飞行器项目科学家丹尼尔·穆勒 (Daniel Müller) 对这项研究成果表示赞赏。
“这是科学上的第一次,”穆勒在一份声明中说。“这项工作代表着解决日冕加热问题向前迈出了重要一步。”
仍然需要进一步的工作来揭开太阳能加热的神秘面纱,但我们现在已经对该过程进行了首次测量。