太阳的磁场不断将粒子从其表面吹入太空。在地球上,我们体验到的这种带电粒子流就是我们所说的常规太阳风,它会引发极光。但我们的星球也必须应对偶尔从特别强大的太阳风暴中爆发出来的物质。然而,尽管地球因太阳磁场而经历了所有下游效应,但这个神秘磁场的真正性质仍然是太阳最难以捉摸的谜团之一。
现在,新图像让科学家们离理解这一重要现象又近了一步,它们首次揭示了我们恒星磁场极其精细的细节——这些细节过于复杂,以前从未被看到过。
观察太阳的精细特征
这些新的近距离图像是由美国宇航局的高分辨率日冕成像仪(Hi-C)拍摄的。它们显示了前所未见的、穿过太阳大气的精细磁力线束。这些磁力线勾勒出磁场本身,由于其中捕获了百万度等离子体的粒子而可见。每条磁力线的宽度仅约 310 英里(500 公里),大约相当于芝加哥到克利夫兰的驾驶距离。
通过捕捉这些以前看不见的细丝的景象,研究人员现在被迫重新考虑太阳大气中那些看起来黑暗或平淡的区域可能隐藏着什么其他特征。得益于 Hi-C 惊人的分辨率,天文学家已经将一个未知的未知(unknown unknown)变成了一个已知的未知(known unknown)。
Hi-C 并不安装在航天器上;相反,它通过亚轨道火箭短暂地搭载升空。一旦升空,该望远镜就能放大太阳表面仅 43 英里(70 公里)的特征,或者说是整个太阳宽度的 0.01%。这使得这些太阳大气图像成为有史以来分辨率最高的。
切换到高清
“直到现在,太阳天文学家实际上是以‘标清’模式观察我们最近的恒星,而 Hi-C 望远镜提供的卓越数据质量,使我们能够首次以‘超高清’模式 survey 太阳的一个区域,” Hi-C 团队的机构负责人、英国中央兰开夏大学的天体物理学家 Robert Walsh 在一份新闻稿中说。

这张近距离图像的插图显示了单个恒星等离子体细丝的大小与地球的大小相比如何。(图片来源:中央兰开夏大学)
中央兰开夏大学
“可以这样理解:如果你在标清电视上看一场足球比赛,足球场看起来是绿色和均匀的。在超高清电视上看同一场比赛,你可以清楚地看到每一根草叶——这就是我们能用 Hi-C 图像看到的。我们正在看到构成恒星大气的组成部分。”
既然我们已经看到了这些精细的细丝,下一步就是理解它们。研究人员还不确定是什么产生了这些精细的磁力线。他们也不知道这些磁力线如何影响诸如太阳风和日冕物质抛射等观测现象,后者能够向太空泵出数十亿吨物质。
未来,国际 Hi-C 团队正在计划望远镜的下一次亚轨道飞行,届时他们希望将他们的观测结果与帕克太阳探测器和太阳轨道器同时进行的数据相结合。
这项新研究于 4 月 1 日发表在《天体物理学杂志》上。














