奧斯陸大學和沃里克大學的一組研究人員首次在太陽日冕中直接觀測到扭轉(zhuǎn)阿爾夫芬波。這一發(fā)現(xiàn)揭示了電磁波的起源及其在太陽日冕加熱中的作用。

就像一個池塘一樣，充滿磁化等離子體的太陽大氣可以支撐各種波浪。瑞典等離子體物理學家漢尼斯·阿爾夫文(HannesAlfvén)于1942年預(yù)測了純電磁波，也就是阿爾夫文波，他后來在1970年獲得了諾貝爾獎。

人們認為Alfvén波在加熱太陽外部大氣電暈中起著重要作用。電暈達到數(shù)百萬度的溫度。但是，太陽的可見表面溫度要低得多，只有6000度。常識表明溫度應(yīng)該降低，我們離溫暖的物體越遠。但是，這不適用于太陽大氣。由于其特性，Alfvén波能夠有效地將能量從較低的太陽大氣一直傳輸?shù)饺彰嶂小Ｔ谔柕慕Y(jié)構(gòu)中，它們表現(xiàn)為磁場的扭轉(zhuǎn)運動在交替的方向上運動-這類似于周年紀念鐘中旋轉(zhuǎn)擺的運動。然而，眾所周知，它們很難檢測到，因為它們只能在太陽光譜中看到來自太陽大氣中原子的發(fā)射。發(fā)射的波長像警笛一樣被波擾動，當它們通過觀察者時會改變其音高。直到現(xiàn)在，還不清楚在日冕中是否存在扭轉(zhuǎn)阿爾夫芬波，或者它們是如何產(chǎn)生的。

太陽磁場在太陽大氣最底層的動態(tài)運動不斷扭曲和編織。如果這種扭曲的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，它可能會通過稱為磁重新連接的過程爆發(fā)并與周圍的磁場重新連接。由奧斯陸大學(挪威)的佩特拉·科霍托娃(Petra Kohutova)博士領(lǐng)導的科學家團隊已經(jīng)成功地觀察到了發(fā)生在東太陽四肢的此類事件。在噴發(fā)過程中，在磁場中累積的能量被釋放到電暈中，從而超出了磁場平衡，并觸發(fā)了一個大的扭轉(zhuǎn)Alfvén波。

為了分析這一事件，研究人員結(jié)合了兩個NASA太空觀測站的數(shù)據(jù)：界面區(qū)域成像光譜儀(IRIS)和太陽動態(tài)觀測站(SDO)。他們能夠從太陽光譜中恢復有關(guān)噴發(fā)期間太陽等離子體運動的信息，并將其與成像數(shù)據(jù)中看到的動力學聯(lián)系起來。結(jié)合了成像和光譜特征，他們已經(jīng)獲得了產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波的清晰證據(jù)，該扭轉(zhuǎn)波將磁能從重新連接部位帶入了電暈。

Kohutova博士說：“除了首次直接觀察到日冕中的Alfvén扭轉(zhuǎn)波，我們還證明了磁重聯(lián)會導致此類波的產(chǎn)生。”

由于較低的太陽大氣充滿了小規(guī)模的扭曲磁結(jié)構(gòu)，因此這種波產(chǎn)生機制很可能很普遍。

“這是一個重要發(fā)現(xiàn)，因為我們可以得出結(jié)論，在太陽大氣中發(fā)生的無處不在的重新連接事件可以激發(fā)全球范圍內(nèi)的Alfvén波，” Kohutova博士繼續(xù)說道。

但是，望遠鏡必須具有較大的空間和光譜分辨率才能檢測到此類事件。最近在夏威夷建造的世界上最大的4米高的丹尼爾·K·伊努耶(Daniel K. Inouye)太陽望遠鏡是世界上最大的太陽望遠鏡，它可能為天文學家提供日冕加熱難題所缺少的碎片。