解决古代天文学难题以辅助太阳风暴预警 

新闻来源:英国爱丁堡留学社区

2024/5/23 16:29:23  发表于54天前  243

科学家解开了太阳之谜的一条重要线索,大约 400 年来一直吸引着包括伟大的伽利略在内的天文学家的兴趣。
 
研究表明,产生太阳磁场的过程(称为太阳发电机)开始于比之前想象的更靠近恒星表面的地方,并且发生的原因是意想不到的。
 
研究人员表示,查明该过程的起始位置并了解其演变可能有助于改善太阳风暴的预测。
 
这些来自磁场的爆炸性喷发可以引发极光现象(例如北极光),并且在极少数情况下会损坏卫星和电网。
 
百年之谜
 
几个世纪以来,天文学家一直在研究太阳磁活动的迹象。文艺复兴时期的博学家伽利略·伽利雷 (Galileo Galilei) 于 1612 年使用他发明的早期天文望远镜首次对太阳黑子(由太阳磁场变化引起的黑斑)进行了详细观察。
 
太阳能发电机将太阳翻滚的超热等离子体的能量转化为强大的磁场。虽然已知太阳会经历 11 年的周期,在此期间太阳活动变得越来越强烈,但几个世纪以来,几乎所有有关地表以下发生的事情的细节(包括太阳发电机的起点)仍然不清楚。
 
先前的研究表明,发电机过程始于深海底部,那里有翻腾的气体,距离海面超过 13 万英里。现在,爱丁堡大学领导的团队使用 NASA 超级计算机进行数学建模,表明这个过程起源于距离海面较近的地方,大约在 2 万英里以下。
 
他们发现,太阳表面附近的强风通过一个以前的理论忽视的过程驱动磁场的产生,这个过程被称为磁旋转不稳定性,这种现象也发生在黑洞和年轻的行星系统周围。 
 
对地球的影响
 
已知袭击地球的最强大的太阳风暴是 1859 年的卡林顿事件,它损坏了刚刚起步的电报系统,并在世界范围内引发了引人注目的极光现象。研究小组表示,鉴于现代生活的许多方面都依赖于电力,类似强度的风暴今天也会对地球造成严重破坏。 2012 年,一场类似的风暴只比地球晚了 9 天。 
 
然而,他们补充说,只要对即将到来的太阳风暴发出足够的警告(太阳风暴可以在短短 15 小时内到达地球),工程师就可以采取措施防止对电子网络造成灾难性损坏。 
 
研究小组向科罗拉多大学博尔德分校的基思·朱利安 (Keith Julien) 教授表示敬意,他参与了这项研究多年,并在研究完成后去世。
 
这项研究发表在《自然》杂志上,由美国宇航局资助。该项目涉及美国科罗拉多大学博尔德分校、麻省理工学院、西北大学、加州大学圣克鲁斯分校、贝茨学院和熨斗研究所。

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