科学家对太阳的高温环境感到失望

首先在太阳风中发现的现象可能有助于解决关于太阳的长期谜团：为什么太阳大气比表面温度高数百万度。来自环绕地球的界面区域成像光谱仪(又称为IRIS)和来自大气成像组件(又称为AIA)的图像显示出证据，证明低洼的磁环被加热到数百万开尔文。

赖斯大学，科罗拉多大学博尔德分校和美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的研究人员证明，硅等重离子优先在太阳风和太阳色球与日冕之间的过渡区域中被加热。

在那里，磁化的等离子体环不断地成弧形，这与上方电晕中的它们的表亲不同。它们体积较小且难以分析，但长期以来人们一直认为它们具有磁性驱动机制，该机制以纳米喇叭形的形式释放能量。

赖斯太阳物理学家斯蒂芬·布拉德肖(Stephen Bradshaw)和他的同事被怀疑的人很多，但是在IRIS之前没有足够的证据。

高飞行光谱仪是专门为观察过渡区域而建造的。在《自然天文学》上发表的由美国国家航空航天局(NASA)资助的研究中，研究人员描述了重新连接环中的“增亮”现象，这些环包含氧的强光谱特征，尤其是较重的硅离子。

布拉德肖(Bradshaw)的团队是他的前学生，主要作者Shah Mohammad Bahauddin(现为科罗拉多州大气与空间物理实验室的研究人员)，而NASA天体物理学家Amy Winebarger研究了IRIS图像，该图像能够解析这些过渡区域环的细节并检测口袋里的超热等离子体。这些图像使他们能够通过它们发出的光来分析环中离子的运动和温度，这些光被读作光谱线，用作化学“指纹”。

研究人员研究了该机制的两个组成部分：能量如何从磁场中分离出来，然后如何实际加热等离子体。

布拉德肖说，过渡区域仅约10,000华氏度，但太阳表面上的对流会影响回线，扭曲和编织构成它们的细磁链，并向最终加热等离子体的磁场增加能量。他说：“ IRIS的观察表明这一过程正在发生，我们有理由肯定，至少第一部分的答案是通过磁连接，而射流是关键信号。”

在此过程中，等离子束的磁场断裂并在编织位置重新连接成较低的能量状态，从而释放存储的磁能。在这种情况下，等离子体变得过热。

但是直到现在，等离子体如何被释放的磁能加热仍然是一个难题。他说：“我们观察了这些小回路结构中重新连接发生的区域，并测量了来自离子的发射线，主要是硅和氧。” “我们发现硅离子的光谱线比氧气宽得多。”

这表明优先加热硅离子。布拉德肖说：“我们需要解释一下。” “我们经过一番思考和思考，结果发现存在一个称为离子回旋加速器加热的动力学过程，该过程比轻的离子更喜欢加热重离子。”

他说离子回旋波是在重新连接的地方产生的。较重的离子所携带的波更容易受到不稳定的影响，从而导致这些波“破裂”并产生湍流，从而使离子散射并激发能量。这加宽了它们的光谱线，超出了仅从等离子体的局部温度所预期的范围。对于较轻的离子，可能没有足够的能量剩余来加热它们。他说：“否则，它们不会超过引发不稳定性所需的临界速度，对于较轻的离子而言，该速度更快。”

布拉德肖说：“在太阳风中，重离子要比轻离子热得多。” “这已经进行了确定的测量。我们的研究首次表明，这也是过渡区的一个属性，由于我们已经确定了这种机制，包括加热太阳日冕，因此可能在整个大气中持续存在，特别是因为风是日冕扩展到行星际空间的体现。”

巴奥丁说，下一个问题是这种现象是否在整个太阳上都以相同的速度发生。他说：“最有可能的答案是不。” “那么问题是，它们对日冕加热问题有多大贡献?它们能否向高层大气提供足够的能量，从而维持数百万度的日冕?

巴奥丁说：“我们为过渡地区展示的是解决这一难题的重要部分，但大局需要更多碎片落在正确的地方。” “我相信IRIS能够在不久的将来向我们介绍有关色球的碎片。这将有助于我们建立一个统一的全球大气层理论。”

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