時間：2025-12-10 14:26:12 來源：桑間濮上網(wǎng) 作者：焦點 閱讀：675次

這幅圖描繪了美國國家航空航天局太陽動力學(xué)觀測站拍攝的太陽磁場。復(fù)雜的磁場線條疊加可以讓科學(xué)家了解太陽的磁性是如何隨著太陽內(nèi)外的不斷運動而變化的。來源：uux.cn/NASA/SDO/AIA/LMSAL
（神秘的表面昆明美女約炮（電話微信181-8279-1445）大保健可上門安排外圍外圍上門外圍女桑拿全套按摩地球uux.cn）據(jù)麻省理工學(xué)院：太陽表面是由太陽磁場驅(qū)動的太陽黑子和耀斑的精彩展示，太陽磁場是太陽通過一個稱為發(fā)電機作用的過程在內(nèi)部產(chǎn)生的。天體物理學(xué)家認為，磁場太陽場是表面在恒星深處產(chǎn)生的。但麻省理工學(xué)院的太陽一項研究發(fā)現(xiàn)，太陽的磁場活動可能是由一個淺得多的過程形成的。
在《自然》雜志上發(fā)表的表面一篇論文中，麻省理工學(xué)院、太陽愛丁堡大學(xué)和其他地方的磁場研究人員發(fā)現(xiàn)，太陽磁場可能是表面由太陽最外層的不穩(wěn)定性引起的。
該團隊生成了一個精確的太陽太陽表面模型，發(fā)現(xiàn)當他們模擬太陽頂部5-10%內(nèi)的磁場昆明美女約炮（電話微信181-8279-1445）大保健可上門安排外圍外圍上門外圍女桑拿全套按摩某些擾動或等離子體（電離氣體）流動的變化時，這些表面變化足以產(chǎn)生真實的表面磁場模式，其特征與天文學(xué)家在太陽上觀察到的相似。相比之下，他們在更深層次的模擬產(chǎn)生了不太真實的太陽活動。
研究結(jié)果表明，太陽黑子和耀斑可能是淺磁場的產(chǎn)物，而不是科學(xué)家們在很大程度上假設(shè)的起源于太陽深處的磁場。
麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)系的研究科學(xué)家、研究作者基頓·伯恩斯說：“我們在看太陽時看到的特征，比如許多人在最近的日食、太陽黑子和太陽耀斑中看到的日冕，都與太陽磁場有關(guān)。”。
“我們表明，遠離深層的太陽表面附近的孤立擾動可以隨著時間的推移而增長，從而有可能產(chǎn)生我們所看到的磁結(jié)構(gòu)。”
如果太陽的磁場確實來自最外層，這可能會讓科學(xué)家有更好的機會預(yù)測有可能破壞衛(wèi)星和電信系統(tǒng)的耀斑和地磁暴。
“我們知道發(fā)電機就像一個巨大的時鐘，有許多復(fù)雜的相互作用的部分，”合著者、愛丁堡大學(xué)的研究員杰弗里·瓦西爾說。“但我們不知道其中的許多部分，也不知道它們是如何結(jié)合在一起的。這種關(guān)于太陽能發(fā)電機如何啟動的新想法對理解和預(yù)測它至關(guān)重要。”
該研究的合著者還包括西北大學(xué)的Daniel Lecoanet和Kyle Augustson，貝茨學(xué)院的Jeffrey Oishi，科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Benjamin Brown和Keith Julien，以及加州大學(xué)圣克魯斯分校的Nicholas Brummell。
流動區(qū)
太陽是一個熾熱的等離子體球，在其表面沸騰。這個沸騰區(qū)域被稱為“對流區(qū)”，等離子體層和羽流在這里翻滾和流動。對流區(qū)包括太陽半徑的頂部三分之一，在地表以下延伸約20萬公里。
Burns解釋道：“如何啟動發(fā)電機的一個基本想法是，你需要一個有大量等離子體經(jīng)過其他等離子體的區(qū)域，剪切運動將動能轉(zhuǎn)化為磁能。”。“人們曾認為，太陽的磁場是由對流區(qū)最底部的運動產(chǎn)生的。”
為了確定太陽磁場的確切來源，其他科學(xué)家使用了大型三維模擬，試圖求解太陽內(nèi)部許多層的等離子體流動。伯恩斯說：“這些模擬需要在國家超級計算設(shè)施上花費數(shù)百萬小時，但它們產(chǎn)生的湍流仍然遠不如實際的太陽。”。
Burns和他的同事們想知道，研究表面附近等離子體流的穩(wěn)定性是否足以解釋發(fā)電機過程的起源，而不是模擬整個太陽體內(nèi)等離子體的復(fù)雜流動。
為了探索這一想法，該團隊首先使用了“日震學(xué)”領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們利用觀測到的太陽表面振動來確定表面下等離子體的平均結(jié)構(gòu)和流動。
Burns說：“如果你拍一段鼓的視頻，觀察它是如何以慢動作振動的，你就可以從振動模式中計算出鼓頭的形狀和剛度。”。“同樣，我們可以利用我們在太陽表面看到的振動來推斷內(nèi)部的平均結(jié)構(gòu)。”
太陽能洋蔥
在他們的新研究中，研究人員從太陽地震觀測中收集了太陽結(jié)構(gòu)的模型。Burns解釋道：“這些平均流量看起來有點像洋蔥，不同的等離子體層相互旋轉(zhuǎn)。”。“然后我們問：等離子體流中是否存在擾動或微小變化，我們可以將其疊加在這個平均結(jié)構(gòu)的頂部，這可能會導(dǎo)致太陽磁場的產(chǎn)生？”
為了尋找這種模式，該團隊利用了Dedalus項目——Burns開發(fā)的一個數(shù)字框架，可以高精度模擬多種類型的流體流動。該代碼已應(yīng)用于廣泛的問題，從單個細胞內(nèi)的動力學(xué)建模，到海洋和大氣環(huán)流。
Burns說：“我的合作者多年來一直在思考太陽磁性問題，Dedalus的能力現(xiàn)在已經(jīng)到了我們可以解決的地步。”。
該團隊開發(fā)了算法，并將其納入Dedalus中，以發(fā)現(xiàn)太陽平均表面流量的自增強變化。該算法發(fā)現(xiàn)了新的模式，這些模式可能會增長并導(dǎo)致現(xiàn)實的太陽活動。特別是，該團隊發(fā)現(xiàn)了與自1612年伽利略以來天文學(xué)家觀測到的太陽黑子的位置和時間尺度相匹配的模式。
太陽黑子是太陽表面的瞬態(tài)特征，被認為是由太陽磁場形成的。這些相對較冷的區(qū)域與太陽其他熾熱表面相比，看起來像是黑點。天文學(xué)家長期以來一直觀察到，太陽黑子以周期性的模式出現(xiàn)，每11年增長和消退一次，通常圍繞赤道而不是兩極。
在該團隊的模擬中，他們發(fā)現(xiàn)等離子體流的某些變化，僅在太陽表層的頂部5-10%內(nèi)，就足以在相同區(qū)域產(chǎn)生磁結(jié)構(gòu)。相比之下，更深層次的變化會產(chǎn)生不太現(xiàn)實的太陽場，這些太陽場集中在兩極附近，而不是赤道附近。
該團隊的動機是更仔細地觀察表面附近的流動模式，因為那里的條件類似于完全不同系統(tǒng)中的不穩(wěn)定等離子體流動：黑洞周圍的吸積盤。吸積盤是由氣體和恒星塵埃組成的巨大圓盤，在“磁旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性”的驅(qū)動下向黑洞旋轉(zhuǎn)，這會在氣流中產(chǎn)生湍流并導(dǎo)致其向內(nèi)墜落。
Burns和他的同事懷疑，太陽中也存在類似的現(xiàn)象，太陽最外層的磁旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性可能是產(chǎn)生太陽磁場的第一步。
“我認為這個結(jié)果可能會引起爭議，”他說。“社區(qū)的大多數(shù)人都專注于在太陽深處尋找發(fā)電機的活動。現(xiàn)在我們正在證明，有一種不同的機制似乎更符合觀測結(jié)果。”
Burns說，該團隊正在繼續(xù)研究新的表面場模式是否能產(chǎn)生單個太陽黑子和整個11年的太陽周期。

(責任編輯：綜合)

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