大約17年前，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的天體物理學(xué)家 J. Martin Laming從理論上解釋了為什么太陽(yáng)脆弱的最外層的化學(xué)成分與下層不同。最近，他的理論通過(guò)從地球和太空對(duì)太陽(yáng)磁波的綜合觀測(cè)得到了驗(yàn)證。
他最近在科學(xué)雜志上發(fā)表的一篇文章描述了這些磁波是如何改變化學(xué)成分的，這一過(guò)程對(duì)太陽(yáng)物理學(xué)或天體物理學(xué)來(lái)說(shuō)是全新的，但在光學(xué)科學(xué)中已經(jīng)為人所知。Laming在上世紀(jì)90年代中期開(kāi)始探索這些現(xiàn)象，并在2004年首次發(fā)表了該理論。
“令人滿意的是，新的觀測(cè)結(jié)果證明了理論中 ‘引擎蓋下’發(fā)生的事情，而且它在太陽(yáng)上真實(shí)地發(fā)生了，”他說(shuō)。
太陽(yáng)是由許多層組成的。天文學(xué)家稱(chēng)其最外層為日冕，只有在日全食時(shí)從地球上才能看到。日冕中的所有太陽(yáng)活動(dòng)都是由太陽(yáng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的。這種活動(dòng)包括太陽(yáng)耀斑、日冕物質(zhì)拋射、高速太陽(yáng)風(fēng)和太陽(yáng)高能粒子。這些太陽(yáng)活動(dòng)的各種表現(xiàn)，都是由磁場(chǎng)線上的振蕩或波傳播或引發(fā)的。
“同樣的波，當(dāng)它們撞擊到低層太陽(yáng)區(qū)域時(shí)，就會(huì)引起化學(xué)成分的變化，當(dāng)這種物質(zhì)向上移動(dòng)時(shí)，我們?cè)谌彰嶂锌吹搅诉@種變化?！盠aming說(shuō)?！斑@樣一來(lái)，日冕化學(xué)成分為理解太陽(yáng)大氣中的波提供了一種新的方法，也為太陽(yáng)活動(dòng)的起源提供了新的見(jiàn)解。”
美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室空間科學(xué)部負(fù)責(zé)人Christoph Englert指出了對(duì)預(yù)測(cè)太陽(yáng)天氣的好處，以及Laming的理論如何幫助預(yù)測(cè)我們?cè)诘厍蛏系耐ㄐ拍芰Φ淖兓?/p>
“我們估計(jì)太陽(yáng)91%是氫，但鐵、硅或鎂等次要離子所占的小部分主導(dǎo)了日冕的紫外線和X射線的輻射輸出，”他說(shuō)?！叭绻@些離子的豐度在變化，輻射輸出就會(huì)發(fā)生變化?！?/p>
“太陽(yáng)上發(fā)生的事情會(huì)對(duì)地球的高層大氣產(chǎn)生重大影響，這對(duì)依靠地平線以上或地對(duì)空無(wú)線電頻率傳播的通信和雷達(dá)技術(shù)非常重要，”Englert說(shuō)。它對(duì)軌道上的物體也有影響。輻射被地球上層大氣層吸收，使上層大氣形成等離子體、電離層，并發(fā)生膨脹和收縮，影響衛(wèi)星和軌道碎片的大氣阻力。
“太陽(yáng)還會(huì)釋放高能粒子，”Laming說(shuō)?！八鼈儠?huì)對(duì)衛(wèi)星和其他空間物體造成損害。高能粒子本身是微觀的，但正是它們的速度導(dǎo)致它們對(duì)太空中的電子設(shè)備、太陽(yáng)能電池板和導(dǎo)航設(shè)備造成危險(xiǎn)?！?/p>
Englert說(shuō)，可靠地預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)是一個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)，這需要我們了解恒星的內(nèi)部運(yùn)作。這項(xiàng)最新成就是朝著這個(gè)方向邁出的一步。
“天文學(xué)的進(jìn)步播種技術(shù)進(jìn)步的歷史悠久，可以一直追溯到伽利略，”Englert說(shuō)。“我們很高興能夠繼承這一傳統(tǒng)，支持美國(guó)海軍?！?/p>
