我们太阳的太阳冠状雨量链接两个谜团

时间：2021-12-14 16:58:03来源：

在2017年中期五个月，Emily Mason每天都做了同样的事情。她在马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心到了办公室，她坐在她的桌子上，打开了她的电脑，盯着太阳的图像 - 整天。“我可能看过三年或五年的数据，”梅森估计。然后，在2017年10月，她停了下来。她意识到她一直在看错。

美国华盛顿州天主教大学的研究生梅森正在寻找冠状雨：巨型等离子体，或电气化的气体，从太阳的外层大气层滴到其表面。但她希望在头盔飘带上找到它，百万英里的高磁环 - 以其与骑士的尖尖头盔的相似之处 - 可以看到在太阳日食期间从太阳突出。计算机仿真预测可以在那里找到冠状雨。太阳风的观察，气体从太阳脱落到太空，暗示雨可能发生。如果她能找到它，那么潜在的雨雨物理就会对70岁的奥秘对太阳的外部气氛称为电晕的70岁的神秘来说，这比它的表面更热。但经过近半年的搜索，梅森只是找不到它。“很多看，”梅森说，“对于从未发生过的事情。”

问题，事实证明，不是她在寻找的东西，但在哪里。在今天发表的一篇论文中，梅森和她的裁员描述了在阳光下较小，先前忽视的磁环中冠状雨的第一个观察。经过长时间的蜿蜒搜索的方向，调查结果促进了电晕的异常加热与慢太阳风的源头之间的新联系 - 今天最大的太阳科学的两个最大的奥秘。

在2012年美国宇航局SDO中的这部电影中所示的冠状雨，太阳爆发后有时会观察到与太阳光晕相关的强烈加热后爆发后突然切断，剩余的等离子冷却并返回到太阳面。梅森正在寻找与爆发无关的冠状雨，而是由与地球上的水循环相似的加热和冷却的周期性过程引起。学分：美国宇航局的太阳能动力学天文台/科学可视化工作室/汤姆布里奇曼，铅动画师

它在阳光下雨

通过安装在美国宇航局的SDO航天器的高分辨率望远镜观察，太阳 - 热门的等离子体球，用巨型追踪的磁场线，火热环 - 似乎与地球有很少的物理相似之处。但是我们的家庭星球在解析太阳的混乱粪便中提供了一些有用的指南：其中，雨。

在地球上，雨只是较大的水循环的一部分，在加热和引力的推动之间是无尽的拔河。它始于液态水，在海洋，湖泊或溪流的地球表面上汇集在地球表面上，被太阳加热。其中一些蒸发并升高到大气中，在那里它冷却并冷凝成云层。最终，那些云变得足够沉重，以至于重力的拉力变得不可抗拒，水在进程开始重新开始之前将水倒回地球。

在阳光下，梅森说，冠状雨同样运作，“但你正在处理一百万度等离子体的60度水。”等离子体，带电荷的气体，不像水一样池，而是追踪磁环，就像轨道上的过山车一样从太阳的表面中出现。在循环的脚尖处，在它附着在太阳的表面上，等离子体从几千到超过180万华氏度过热。然后，它远离热源的峰值膨胀并收集圆顶。随着等离子体冷却，它凝结着，重力将其落在循环的腿下作为冠状雨。

梅森正在寻找头盔飘带的冠状雨，但她看起来与这种底层的加热和冷却周期有关的动机比雨本身更有关。由于至少20世纪90年代中期，科学家们已经知道头盔飘带是慢太阳风的一个来源，比较慢，致密的气体流，其与其快速移动的对应物分开脱落太阳。但是，慢太阳能风气的测量透露，在冷却并逃避太阳之前，它曾经被加热到极端程度。冠状雨后面的加热和冷却的周期性过程，如果在头盔飘带内部发生，那将是一件拼图。

另一个原因连接到冠状加热问题 - 如何以及为什么太阳的外部大气层的奥秘比其表面更热。尖锐地，仿真表明，当热量施加到环的非常底部时，冠状雨仅形成。“如果循环有冠状雨，这意味着它的底部10％或更少的是冠状加热发生的，”梅森说。下雨环绕着一个测量棒，截止点，以确定电晕被加热的地方。在最大的循环中开始搜索他们可以找到 - 巨型头盔飘带 - 似乎是一个谦虚的目标，一个最大化他们成功机会的目标。

她有最好的工作数据：NASA的太阳能动力学天文台或SDO是SDO，这是一艘拍摄阳光，自2010年推出以来每12秒拍摄太阳的宇宙飞船。但近半年进入搜索，梅森仍未观察到一滴雨中的雨水。然而，她注意到了一系列微小的磁性结构，她不熟悉。“他们真的很明亮，他们一直拉着我的眼睛，”梅森说。“当我终于看看他们时，肯定会一次有几十个小时的雨。”

起初，梅森在她的头盔流媒体任务中被重点关注，她没有任何观察结果。“她来到了小组会议，说：'我从未找到它 - 我在这些其他结构中一直看到它，但他们不是头盔乐队，”“戈达德太阳能科学家尼恰勒·VIALL说：”本文。“我说，'脱…脚。你在哪里看到它？我不认为任何人以前见过！“

梅森的文章分析了三次下雨的零点拓扑或RNTPS的观察，这是一个以前所示的极端紫外光的两个波长所示的先前被忽视的磁结构。在这些相对小的磁环中观察到的冠状雨表明电晕可以在比以前预期的更受限制的区域内加热。学分：美国宇航局的太阳能动力学天文台/艾米莉梅森

用于加热的测量棒

这些结构以多种方式与头盔飘带不同。但是最引人注目的事情是他们的规模。

“这些循环比我们在寻找的循环要小得多，”斯普罗斯蒂奥科斯说，他也是戈达德的太阳能主义者和纸张的同志。“所以告诉你，电晕的加热比我们思考的要大得多。”

虽然调查结果并没有说出电晕是如何加热的，“他们确实推下了冠状加热可能发生的地板，”梅森说。她发现下雨的循环高约30,000英里，只占她最初寻找的一些头盔飘带的高度。雨水冷凝了可以发生关键冠状加热的区域。“我们仍然不知道什么是加热电晕的东西，但我们知道它必须发生在这层中，”梅森说。

慢太阳浪机的新来源观
察的一部分没有以前的理论。根据目前的理解，冠状雨仅在封闭环上形成，等离子体可以在没有任何逃生手段的情况下聚集和冷却。但随着梅森通过数据筛选，她发现了在开放磁场线上形成雨的案例。只有一端锚定到阳光下，这些开放式线条的另一端送入太空，等离子可以逸出到太阳风中。为了解释异常，梅森和团队制定了一种替代解释 - 将雨在这些微小的磁性结构上与慢太阳风的起源相连。

在新的解释中，下雨等离子体在闭环上开始了它的旅程，而是通过称为磁重新连接的过程来开关 - 打开一个。当闭环凸起进入开放场线和系统重新系列时，这种现象经常发生在阳光下。突然间，闭环上的过热等离子体在开放的场线上发现自己，就像一个具有切换轨道的火车。其中一些等离子体会迅速扩大，冷却，并随着冠状雨倒回太阳。但它的其他部分将逃脱 - 形成，他们怀疑，慢太阳风的一部分。

梅森目前正在研究一个计算机模拟的新解释，但她也希望很快到来的观察证据可以证实它。现在帕克太阳能探头于2018年推出，在它之前越来越靠太阳，它可以穿过慢太阳脉风的爆发，可以追溯到太阳落到太阳 - 潜在地，到梅森的冠状雨事件之一。在观察开放场线上的冠状雨后，输出等离子体，逸出到太阳风，通常会损失后部。但不再。“可能我们可以与帕克太阳能探测器进行连接并说，就是这样，”Viall说。

挖掘数据

至于在头盔飘带中找到冠状雨？搜索继续。模拟很清楚：雨应该在那里。“也许这太小了，你看不到它？” antiochos说。“我们真的不知道。”

但是，如果梅森找到了她正在寻找的东西，她可能没有做出发现 - 或者花了所有的时间学习太阳能数据的内部和外面。

“听起来听起来像个漫步，但老实说是我最喜欢的事情，”梅森说。“我的意思是，这就是为什么我们建造了那些需要太阳图像的东西：所以我们可以看看它们并将它出来。“

出版物：E. I. Mason等，“在空点拓扑中的太阳冠状雨观察”APJL，2019; DOI：10.3847 / 2041-8213 / AB0C5D