科學家解開太陽表面針狀體之謎
【大紀元8月11日訊】來自洛克希德馬丁公司與英國謝菲爾德(Sheffield)大學的太陽物理學家們相信,他們已經解開奔騰於太陽低層大氣中的“超音速噴流”之謎。
他們利用瑞典位在西班牙拉帕瑪(La Palma)島上的“1米太陽望遠鏡”來研究這個稱為“針狀體(spicules)”的噴流現象究竟如何形成。他們發現針狀體會在某個固定區域每五分鐘就規律地形成。這與太陽物理學家在太陽表面發現週期為五分鐘的聲波相當符合。這些科學家認為﹐因聲波傳遞到太陽大氣之前,強度通常會削減。但若來不及削減時,便會推動太陽表面物質往上噴出,因而形成針狀體。這些針狀體由於尺度較小、運動速度快、生命週期短而難以研究,太陽物理學家之前一直不明白這些針狀體究竟如何興起、有如何消失。
科學家們利用可微調的功能,以都卜勒效應偵測「藍移(blue-shifted)」的部分,即朝向我們運動的電漿氣體。針狀體的直徑約500公里,長度約3000~8000公里(比較:地球直徑約12800公里左右,由此可知針狀體構造有多龐大!),移動速度高達時速48000公里(每秒13公里),甚至可達時速96000公里,而溫度則約為攝氏36000度。
科學家發現﹐針狀體通常都在周圍平均磁場稍強的磁通管附近產生,由誕生、向上噴射、逐漸落回太陽表面、回復平靜,整個生命期約只有5分鐘左右,與日震(helioseismology)觀測中的「5分鐘震盪」一樣,而且任何時候都至少有10萬根以上針狀體出現在太陽色球層大氣中。所謂的5分鐘震盪,是指太陽表面任何區域,每五分鐘便會達到亮度極大一次,且不只亮度有震盪,太陽表面的物質速度也有震盪,每五分鐘便完成由朝向我們轉成背對我們的循環週期,震盪速度高達時速960公里。這種震盪通常是被鎖在太陽內部、無法傳播至太陽大氣的聲波,太陽物理學家現在便是利用這些震盪來研究太陽內部的結構。
結合SST、SOHO衛星、TRACE衛星的觀測影像後,天文學家利用電腦模擬不同磁通管傾斜角時的狀況,發現當磁通管相對於太陽表面為傾斜狀態時,5分鐘震盪波可以突破太陽表面傳遞到太陽大氣中,這應該就是針狀體產生的原因。
相關研究發表在2004年7月30日出版的“自然(Nature)”雜誌中。針狀體所攜帶的物質質量是太陽風散出時的100倍,顯示它可能對平衡太陽低層色球至上層的日冕層的物質有所助益。因此這項研究不僅對瞭解針狀體的形成有相當大的幫助,或許也可應用在對瞭解其他太陽物質被向外噴射而形成太陽風的機制上,更可向外延伸到對日地關係或整個太陽系空間的影響。(資料來源﹕台北天文臺)(//www.dajiyuan.com)