發現太陽大氣的新型電磁爆，證實 15 年前理論預測
2019 年 12 月 23 日
太陽的大氣相當混亂，當中由超高溫電漿產生的磁場會扭曲在一起、隨著恆星旋轉重新排列，稱為磁重聯。現在， NASA 的太陽動力學天文台首次發現一種全新電磁爆，稱為強制磁重聯，證實了 15 年前的理論預測。
太陽動力學天文台（ Solar Dynamics Observatory ， SDO ）於 2010 年 2 月 11 日發射，最終進入離地 36,000 公里高的地球同步軌道觀測太陽大氣，主要攜帶 3 項科學儀器：日震與磁成像儀（ Helioseismic and Magnetic Imager ， HMI ）、極紫外線變化實驗儀（ Extreme Ultraviolet Variability Experiment ， EVE ）、大氣成像組件（ Atmospheric Imaging Assembly ， AIA ）。
人眼看不見太陽表面雜亂的磁場，但磁場會影響周圍物質，比如磁能轉換為動能、熱能與加速的粒子，科學家能利用 SDO 數據，在可見光波長下研究這些被加熱至 100～200 萬℃ 的粒子。
科學家已經發現太陽表面超高溫電漿產生的磁場會扭曲、然後隨太陽轉動自發分裂再連接，稱為磁重聯（ magnetic reconnection ）現象；而 15 年前，有理論首次提出另一種「強制磁重聯（ forced magnetic reconnection ）」現象，僅當某種類型的噴發擠壓等離子體和磁場時才會觸發後者，過去從來沒有被觀測過。
不過根據 SDO 最新觀測結果，科學家第一次直接看到日冕層（太陽高層大氣）發生強制磁重聯現象。在 SDO 於 1 個多小時內拍攝的一系列圖像中，可以看到太陽表面噴發的一個日珥（ solar prominence ）落回到大氣，然後在途中混亂的磁力線，導致它們重新以明顯的 X 形連接。
▲ 科學家首度發現強制磁重聯現象。（ Source ：NASA）
團隊研究了多個紫外線波長以計算強制磁重聯後的電漿溫度，數據顯示，日珥在強制磁重聯事件爆發後變得更熱，表明強制磁重聯可能是局部加熱日冕的一種方式。
雖然自發磁重聯也可以加熱電漿，但強制磁重聯的加熱效果似乎更有效、更快且以更可控的方式升高電漿溫度， NASA 表示，這一發現可能有助於解釋，為什麼太陽上層大氣比靠近內部的低層大氣還要熱許多，也能促進全球正在進行受控核融合、電漿實驗的實驗室取得突破。
其他太陽爆發現象如：耀斑、日冕物質拋射等，也可能引發強制磁重聯現象，進一步了解可以幫助科學家改善模型，預測高能帶電粒子何時可能加速飛向地球。
新論文發表在《天文物理期刊》（ Astrophysical Journal ）。
- NASA spots a new type of magnetic explosion in the Sun’s atmosphere that could help space scientists predict solar weather
- NASA’s SDO Sees New Kind of Magnetic Explosion on Sun
（首圖來源：NASA）
原文網址：https://technews.tw/2019/12/23/solar-dynamics-observatory-prominence-forced-magnetic-reconnection/
