在5個(gè)半小時(shí)的時(shí)間跨度內(nèi)，觀察到的太陽(yáng)風(fēng)中存在的“小團(tuán)塊”結(jié)構(gòu)（黃色，箭頭所指處）的運(yùn)動(dòng)和變化過程

 

　　新浪科技訊北京時(shí)間4月12日消息，太陽(yáng)的日冕層每時(shí)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(xiàn)象稱為“太陽(yáng)風(fēng)”。它就像太陽(yáng)在呼吸，但時(shí)不時(shí)的，太陽(yáng)會(huì)“打嗝”。

 

　　根據(jù)今年2月期出版的學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)研究：空間物理》（JGR：SpacePhysics）上發(fā)表的一項(xiàng)研究：大約每隔1~2小時(shí)，日冕發(fā)出的太陽(yáng)風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中就會(huì)出現(xiàn)一些溫度更高，密度更大的部分，它們從太陽(yáng)表面高速噴射而出，其大小足以將整個(gè)地球包裹在內(nèi)，仿佛太陽(yáng)在“打嗝”。在正式研究中，科學(xué)家們將這種太陽(yáng)的“飽嗝”稱作“周期性密度結(jié)構(gòu)”（periodicdensitystructures），但天文學(xué)家們更喜歡叫它“團(tuán)塊”（theblobs）。只要看看它的照片，你就知道為什么這樣叫了。

 

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

 

　　科學(xué)界了解到這些“小團(tuán)塊”結(jié)構(gòu)的存在迄今已經(jīng)超過20年，但它們的起源是什么？會(huì)產(chǎn)生何種影響？科學(xué)家們目前都不甚清楚。迄今為止，對(duì)這些內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)的觀測(cè)基本都是通過圍繞地球運(yùn)行的探測(cè)器獲得的，這些探測(cè)器可以探測(cè)到這些從太陽(yáng)出發(fā)的“小團(tuán)塊”何時(shí)沖擊地球磁場(chǎng)；但我們不知道在從太陽(yáng)出發(fā)之后到抵達(dá)地球之間的4天時(shí)間，1.5億公里過程中，這些“小團(tuán)塊”結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了什么樣的變化。

 

　　但現(xiàn)在，這樣的狀況首次發(fā)生了改變。瓦爾和她的同事們實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些“小團(tuán)塊”的全程觀測(cè)，從它們剛從太陽(yáng)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(shù)據(jù)之中！

 

　　這些早期觀測(cè)數(shù)據(jù)確認(rèn)了一個(gè)事實(shí)，那就是這些“小團(tuán)塊”在剛剛離開太陽(yáng)表面時(shí)溫度極高，一般要比太陽(yáng)風(fēng)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(xiàn)一個(gè)這樣的“小團(tuán)塊”。瓦爾表示：“即便是一個(gè)空間天氣相當(dāng)寧?kù)o的日子，這樣的‘小團(tuán)塊’也依舊穩(wěn)定的出現(xiàn)，這是太陽(yáng)的基本活動(dòng)。而它也會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生影響。”

 

　　吞噬地球的“小團(tuán)塊”

 

　　這些“小團(tuán)塊”結(jié)構(gòu)最早在2000年代初開始被仔細(xì)研究，那時(shí)候科學(xué)家們就已經(jīng)很清楚它們非常巨大，最初測(cè)量顯示這些“團(tuán)塊”的直徑可以達(dá)到地球直徑的50~500倍，而隨著離開太陽(yáng)表面越來(lái)越遠(yuǎn)，它們的體積還會(huì)迅速變的更加巨大。除此之外，科學(xué)家們還知道，這些“團(tuán)塊”的密度更大，其單位體積內(nèi)含有的帶電粒子數(shù)量要比普通的太陽(yáng)風(fēng)區(qū)域高出兩倍左右。

 

　　磁場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)這些巨型“團(tuán)塊”掠過地球時(shí)，地球的磁場(chǎng)會(huì)被壓縮，相關(guān)通訊信號(hào)會(huì)受到持續(xù)數(shù)分鐘甚至數(shù)小時(shí)的干擾。但這些測(cè)量結(jié)果也帶來(lái)了一些遺留問題，因?yàn)檫@些“小團(tuán)塊”在從太陽(yáng)出發(fā)抵達(dá)地球的這4天時(shí)間里必然發(fā)生了變化，溫度也肯定出現(xiàn)了下降。因此，瓦爾和同事們希望能夠了解它們剛離開太陽(yáng)表面時(shí)的狀況。

 

　　在這項(xiàng)最新研究中，科學(xué)家們對(duì)歷史上的“太陽(yáng)神1號(hào)”（Helios1）和“太陽(yáng)神2號(hào)”（Helios2）的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行檢查，這兩顆探測(cè)器是美國(guó)宇航局和德國(guó)空間局合作，在上世紀(jì)1974年和1976年分別發(fā)射升空的。這兩顆探測(cè)器圍繞太陽(yáng)運(yùn)行了將近10年時(shí)間，最近時(shí)距離太陽(yáng)表面僅有大約4300萬(wàn)公里，比水星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道還要近。它們?cè)谶@樣的距離上開展了對(duì)太陽(yáng)風(fēng)溫度和磁場(chǎng)性質(zhì)的觀測(cè)和研究。

 

　　那么，假設(shè)有任何一艘飛船曾經(jīng)遭遇過這樣的一個(gè)“小團(tuán)塊”的“撞擊”，那么，在它們留存下來(lái)的歷史數(shù)據(jù)中就應(yīng)該會(huì)留下痕跡。尤其，研究團(tuán)隊(duì)知道，她們只需要抓住一個(gè)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(zhì)分隔。結(jié)果，她們果然在這些40多年前的歷史數(shù)據(jù)中找到了5次這樣的情況！

 

　　這些數(shù)據(jù)顯示這些“小團(tuán)塊”大約每隔90分鐘左右從太陽(yáng)表面產(chǎn)生，這與數(shù)十年后從地球上進(jìn)行的觀測(cè)結(jié)果相吻合。這項(xiàng)成果也首次提供了第一手的空間觀測(cè)數(shù)據(jù)，證明這些神秘結(jié)構(gòu)的確是比普通的太陽(yáng)風(fēng)溫度更高，密度也更大。

 

　　剩余的問題

 

　　至于這些“團(tuán)塊”結(jié)構(gòu)究竟從一開始是如何形成的？相關(guān)爭(zhēng)論還在繼續(xù)。但基于地球軌道附近記錄下的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)暗示，這些“小團(tuán)塊”的產(chǎn)生機(jī)制應(yīng)該與產(chǎn)生太陽(yáng)風(fēng)的機(jī)制是相同的，也就是當(dāng)太陽(yáng)表面的磁感線相互纏繞，扭曲并最終突然暴裂時(shí)釋放巨量高溫等離子體物質(zhì)的過程。

 

　　瓦爾表示：“我們認(rèn)為在一個(gè)小得多的尺度上，存在著某種類似的機(jī)制，它產(chǎn)生了這些神秘的團(tuán)塊結(jié)構(gòu)。如果說(shuō)太陽(yáng)風(fēng)是大爆炸，那么這些小團(tuán)塊就是小爆炸。”

 

　　2018年8月份升空的美國(guó)宇航局“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器目前距離太陽(yáng)大約2400萬(wàn)公里，很快，它傳回的數(shù)據(jù)就將幫助科學(xué)家們確認(rèn)這些理論準(zhǔn)確與否。相比40年前的“太陽(yáng)神”探測(cè)器，今天的“帕克”探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)不僅僅在于過去的這40多年間人類社會(huì)的工程技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，同時(shí)它離太陽(yáng)也要比前者近得多，其最近時(shí)距離太陽(yáng)將僅有640萬(wàn)公里！在這樣的距離上，“帕克”探測(cè)器幾乎將可以直接在眼皮子底下目睹一切的發(fā)生！