在5個半小時的時間跨度內，觀察到的太陽風中存在的“小團塊”結構（黃色，箭頭所指處）的運動和變化過程

 

　　新浪科技訊北京時間4月12日消息，太陽的日冕層每時每刻都在不斷向外發(fā)射稀薄的高溫帶電粒子流，我們將這種現象稱為“太陽風”。它就像太陽在呼吸，但時不時的，太陽會“打嗝”。

 

　　根據今年2月期出版的學術期刊《地球物理學研究：空間物理》（JGR：SpacePhysics）上發(fā)表的一項研究：大約每隔1~2小時，日冕發(fā)出的太陽風內部結構中就會出現一些溫度更高，密度更大的部分，它們從太陽表面高速噴射而出，其大小足以將整個地球包裹在內，仿佛太陽在“打嗝”。在正式研究中，科學家們將這種太陽的“飽嗝”稱作“周期性密度結構”（periodicdensitystructures），但天文學家們更喜歡叫它“團塊”（theblobs）。只要看看它的照片，你就知道為什么這樣叫了。

 

　　美國宇航局戈達德空間飛行中心的天體物理學家，這項研究的合作科學家尼古里恩·瓦爾（NicholeenViall）表示：“它們看起來就像熔巖燈里面的小團塊，唯一的不同是這些小團塊比地球還要大。”

 

　　科學界了解到這些“小團塊”結構的存在迄今已經超過20年，但它們的起源是什么？會產生何種影響？科學家們目前都不甚清楚。迄今為止，對這些內部細微結構的觀測基本都是通過圍繞地球運行的探測器獲得的，這些探測器可以探測到這些從太陽出發(fā)的“小團塊”何時沖擊地球磁場；但我們不知道在從太陽出發(fā)之后到抵達地球之間的4天時間，1.5億公里過程中，這些“小團塊”結構經歷了什么樣的變化。

 

　　但現在，這樣的狀況首次發(fā)生了改變。瓦爾和她的同事們實現了對這些“小團塊”的全程觀測，從它們剛從太陽出發(fā)就追蹤到它們的蹤跡。怎么做到的？答案就在塵封了40多年的數據之中！

 

　　這些早期觀測數據確認了一個事實，那就是這些“小團塊”在剛剛離開太陽表面時溫度極高，一般要比太陽風的平均溫度高出兩倍左右，基本上每隔90分鐘左右從日冕中出現一個這樣的“小團塊”。瓦爾表示：“即便是一個空間天氣相當寧靜的日子，這樣的‘小團塊’也依舊穩(wěn)定的出現，這是太陽的基本活動。而它也會對地球產生影響。”

 

　　吞噬地球的“小團塊”

 

　　這些“小團塊”結構最早在2000年代初開始被仔細研究，那時候科學家們就已經很清楚它們非常巨大，最初測量顯示這些“團塊”的直徑可以達到地球直徑的50~500倍，而隨著離開太陽表面越來越遠，它們的體積還會迅速變的更加巨大。除此之外，科學家們還知道，這些“團塊”的密度更大，其單位體積內含有的帶電粒子數量要比普通的太陽風區(qū)域高出兩倍左右。

 

　　磁場數據顯示當這些巨型“團塊”掠過地球時，地球的磁場會被壓縮，相關通訊信號會受到持續(xù)數分鐘甚至數小時的干擾。但這些測量結果也帶來了一些遺留問題，因為這些“小團塊”在從太陽出發(fā)抵達地球的這4天時間里必然發(fā)生了變化，溫度也肯定出現了下降。因此，瓦爾和同事們希望能夠了解它們剛離開太陽表面時的狀況。

 

　　在這項最新研究中，科學家們對歷史上的“太陽神1號”（Helios1）和“太陽神2號”（Helios2）的數據重新進行檢查，這兩顆探測器是美國宇航局和德國空間局合作，在上世紀1974年和1976年分別發(fā)射升空的。這兩顆探測器圍繞太陽運行了將近10年時間，最近時距離太陽表面僅有大約4300萬公里，比水星圍繞太陽公轉的軌道還要近。它們在這樣的距離上開展了對太陽風溫度和磁場性質的觀測和研究。

 

　　那么，假設有任何一艘飛船曾經遭遇過這樣的一個“小團塊”的“撞擊”，那么，在它們留存下來的歷史數據中就應該會留下痕跡。尤其，研究團隊知道，她們只需要抓住一個顯著的特征，那就是突然的溫度和密度升高，中間被溫度較低，密度稍低的等離子體物質分隔。結果，她們果然在這些40多年前的歷史數據中找到了5次這樣的情況！

 

　　這些數據顯示這些“小團塊”大約每隔90分鐘左右從太陽表面產生，這與數十年后從地球上進行的觀測結果相吻合。這項成果也首次提供了第一手的空間觀測數據，證明這些神秘結構的確是比普通的太陽風溫度更高，密度也更大。

 

　　剩余的問題

 

　　至于這些“團塊”結構究竟從一開始是如何形成的？相關爭論還在繼續(xù)。但基于地球軌道附近記錄下的磁場數據暗示，這些“小團塊”的產生機制應該與產生太陽風的機制是相同的，也就是當太陽表面的磁感線相互纏繞，扭曲并最終突然暴裂時釋放巨量高溫等離子體物質的過程。

 

　　瓦爾表示：“我們認為在一個小得多的尺度上，存在著某種類似的機制，它產生了這些神秘的團塊結構。如果說太陽風是大爆炸，那么這些小團塊就是小爆炸。”

 

　　2018年8月份升空的美國宇航局“帕克”太陽探測器目前距離太陽大約2400萬公里，很快，它傳回的數據就將幫助科學家們確認這些理論準確與否。相比40年前的“太陽神”探測器，今天的“帕克”探測器的優(yōu)勢不僅僅在于過去的這40多年間人類社會的工程技術已經發(fā)生了突飛猛進的進步，同時它離太陽也要比前者近得多，其最近時距離太陽將僅有640萬公里！在這樣的距離上，“帕克”探測器幾乎將可以直接在眼皮子底下目睹一切的發(fā)生！