離熱源越遠空氣就越冷？新西蘭科學家找到關鍵原因

“溫度如此之高，以至于氣體脫離了太陽的引力，成為‘太陽風’，飛向太空，撞向地球和其他行星。”這項研究負責人、奧塔哥大學物理系Jonathan Squire博士說。

研究人員從測量和理論中得知，溫度的突然升高與太陽表面磁場有關。但是，這些磁場是如何加熱氣體的目前還不清楚——這就是所謂的日冕加熱問題。

“天體物理學家對磁場能量如何轉化為熱量有幾種不同的看法，用以解釋這種加熱現象，但大多數人都難以解釋觀測結果的某些方面。”Squire說。

流行的理論是基于湍流引起的加熱，以及一種被稱為離子回旋波的磁波引起的加熱。Squire和合著者Romain Meyrand博士與美國普林斯頓大學和英國牛津大學的科學家合作，發現之前的這兩個理論可以合并成一個，從而解決問題的關鍵部分。該小組的這一發現近日發表在《自然—天文學》上。

“然而，兩者都有一些問題——湍流難以解釋為什么氣體中的氫、氦和氧會變得和它們一樣熱，而電子卻出奇的冷;雖然磁波理論可以解釋這一特征，但似乎太陽表面沒有足夠的波來加熱氣體。”Meyrand說。

該研究小組利用六維超級計算機模擬日冕氣體，進而展示了這兩種理論實際上是同一過程的一部分，通過一種叫做“螺旋屏障”的奇異效應聯系在一起。

這一有趣的現象是在Meyrand領導的奧塔哥早期研究中發現的。

“如果我們把等離子體加熱的發生想象成水從山上流下，電子在底部被加熱，那么螺旋屏障就像是一個大壩，阻止水的流動并將其能量轉換為離子回旋波。通過這種方式，螺旋屏障將這兩個理論聯系起來，并解決了它們各自的問題。”Meyrand解釋說。

波

“這讓我們有信心準確捕捉到日冕中的關鍵物理現象，這一現象與關于加熱機制的理論發現相結合，從而成為理解日冕加熱的一個有效途徑。”

Squire解釋說，更多地了解太陽大氣層和隨后的太陽風非常重要，因為它們對地球有著深遠的影響。

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