科学家们对太阳的高分辨率图像进行了图像处理，揭示了被称为太阳羽状物的太阳结构中独特的“羽状物”。全盘太阳和插图的左边是由美国宇航局太阳动力学天文台在极紫外波长下拍摄的，并经过处理以减少噪音。插图的右侧经过进一步处理，以增强图像中的小特征，清晰地显示出小鸡核的边缘细节。这些小颗粒可以帮助科学家理解太阳风扰动是如何以及为什么形成的。资料来源:NASA/SDO/Uritsky等
科学家们结合美国宇航局数据和尖端图像处理，以获得新的洞察太阳能结构，这些太阳能结构创造了太阳的高速太阳风流量，详细介绍今天（2011年1月19日）的新研究中《天体物理学杂志》上。这首先看起来相对较小的功能，称为“plumelets”，可以帮助科学家了解太阳风中的干扰如何以及为何。
太阳的磁场影响延伸了数十亿英里，远远超过了地球的轨道冥王星和行星，由驱动力定义：太阳风。太阳能材料的这种恒定流出将太阳的磁场输出到太空中，在那里它塑造了地球周围的环境，其他世界，以及深度空间的到来。Changes in the solar wind can create space weather effects that influence not only the planets, but also human and robotic explorers throughout the solar system — and this work suggests that relatively small, previously-unexplored features close to the Sun’s surface could play a crucial role in the solar wind’s characteristics.
领导这项研究的美国天主教大学和美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳科学家Vadim Uritsky说:“这表明了太阳上小规模结构和过程对于理解大规模太阳风和空间天气系统的重要性。”
像所有太阳能材料一样，由一种叫做的电离气体等离子体在美国，太阳风是由磁力控制的。太阳大气中的磁力尤其复杂:太阳表面由不断变化的磁场闭合回路和延伸到太阳系的开放磁场线组合而成。
艺术家的太阳动力学观测台(SDO)概念图。来源:美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心概念图像实验室
正是沿着这些开放的磁场线，太阳风从太阳逃逸到太空中。太阳上开放磁场的区域会产生日冕洞，这是一种密度相对较低的斑块，在太阳紫外线照射下会出现黑色斑点。通常，嵌在这些日冕洞里的是太阳物质的间歇泉，它们从太阳向外喷射，每次持续数天，被称为羽流。这些太阳羽状物在太阳的极端紫外线视图中显得明亮，使它们很容易被美国宇航局的太阳动力学观测卫星和其他航天器和仪器观测到。由于开放磁场中太阳物质密度特别高的区域，羽状物在创造高速太阳风中扮演了重要角色——这意味着它们的属性可以塑造太阳风本身的特征。
利用NASA的太阳能动力学天文台卫星或SDO的高分辨率观测以及为这项工作开发的图像处理技术，乌斯特基和合作者发现这些羽毛实际上由较小的材料组成，它们称为垂直线。虽然整个羽流量在SDO的图像中延伸到大约70,000英里，但每个绷带股线的宽度仅为几千英里，从最小的垂直垂直到最小的宽度为大约2,500英里的大约2,300英里。
虽然早期的工作已经在太阳能羽毛内的结构暗示，但这是第一次科学家观察到尖锐的焦点。用于处理图像的技术减少了太阳能图像中的“噪声”，创建了更清晰的视图，该视图显示了垂直线，并清楚地细节变化。
他们的工作集中在2016年7月2-3日观测到的太阳羽流上，结果表明羽流的亮度几乎完全来自单个的羽流，而结构之间没有太多额外的模糊。这表明，羽流不仅是羽流大系统中的一个特征，而且还是羽流形成的基石。
“人们在羽毛基地和羽的基地看到了一段时间，”朱迪卡彭纳斯戈德德的光晕科学司太空天气实验室作者之一。“但我们发现羽流本身是一束这些密集，流动的羽毛，与我们之前的羽毛图片非常不同。”
他们还发现，这些小涡是单独移动的，每个小涡都在自己振荡——这表明，除了它们集体的、大规模的行为外，这些结构的小规模行为可能是太阳风破坏的主要驱动力。
寻找鸡仔的签名
产生太阳风的过程通常会在太阳风本身留下痕迹——风的速度、组成、温度和磁场的变化，这些变化可以提供有关太阳潜在物理特性的线索。太阳微粒也可能留下这样的印记，揭示了它们在太阳风形成过程中所扮演的确切角色，尽管发现和解释它们本身就是一个复杂的挑战。
帕克的一个关键来源数据将被美国宇航局太阳探测器,已飞离太阳比其他任何宇宙飞船到达距离近400万英里从太阳表面的使命——捕捉高分辨率测量太阳风的波动被太阳每隔几个月。它的观测距离太阳更近，比之前的任务更加细致，可以揭示鸡子的特征。
在2018年11月第一次飞越太阳时，美国宇航局的帕克太阳探测器观察到了太阳风磁场的突然逆转。新观测到的太阳羽状核可能产生类似于“转”的特征。来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/概念图像实验室/Adriana Manrique Gutierrez
事实上，帕克太阳能探测器的早期和意外发现可能与Plumelets相连。在2018年11月的第一个太阳能飞行期间，帕克太阳探测器观测到了突然的反转在磁场方向上的太阳风，昵称为“变线”。“对科学家来说，这种突变的原因和确切性质仍然是一个谜，但小尺度结构，比如鸡柳，可以产生类似的特征。
能否在太阳风中发现鸡羽状核的特征也取决于这些指纹在远离太阳的过程中如何存活，或者它们在从太阳到我们太空天文台的数百万英里的过程中是否会被涂抹掉。
评估这个问题将依赖于遥远的天文台，如欧洲航天局和美国宇航局的太阳轨道飞行器，它们已经拍摄了太阳最近的图像，包括太阳表面的详细视图-只有当航天器更接近太阳时，图像才会改善。美国国家航空航天局即将进行的PUNCH任务——由克雷格·德弗雷斯特领导，他是研究鸡羽状核的作者之一——将研究太阳大气如何转变为太阳风，并可能提供这个问题的答案。
“拳击会直接观察太阳的大气如何过渡到太阳风，”鲁西特基说。“这将有助于我们了解垂直疱疹是否可以在远离阳光下传播 - 如果它们实际上被注入太阳风中的情况。”
参考:2021年1月19日，V. M. Uritsky, C. E. DeForest, J. T. Karpen, C. R. DeVore, P. Kumar, N. E. Raouafi和P. F. Wyper的《羽状核:太阳日冕羽的动态丝状结构》《天体物理学杂志》上。
DOI：10.3847 / 1538-4357 / ABD186
第一个发表评论关于“小型太阳结构的新视角使美国宇航局能够前所未有地探索太阳风”