天文学家跟踪慢太阳风的来源

使用新加工的观察，天文学家现货讲述迹象表明，慢太阳脉风通过地球源自称为磁性重新连接的磁力现象。

从我们的角度在地面上，太阳似乎是一个静态的光线，但实际上，它与活动有关。爆发称为太阳耀斑和冠状大规模喷射在太阳的热气氛中爆炸，电晕，将光线和高能量颗粒输出到太空中。电晕还不断释放称为太阳风的带电粒子流。

但这不是那种你可以放风筝的风。

即使是移动最慢的太阳风也能达到每小时70万英里左右的速度。虽然科学家们对太阳风了解很多，但这种慢风的来源仍然是个谜。现在，一个团队在美国国家航空航天局在马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心已经探讨了对慢太阳风的详细案例研究，利用靠近地球的新加工观察来确定播种9300万英里之外的事实，回到阳光下。该团队发现的讲述风中的迹象席卷在地球上，表明它起源于称为磁性重新连接的磁力现象。关于这些结果的论文于2016年4月22日出版，在Geophysical Chinese字母中。

了解慢太阳风的来源对了解地球周围的空间环境很重要，因为近地空间的大部分时间都沐浴在这种风中。同样重要的是要知道冷空气和温暖的来源方面预测地面天气,了解太阳风的来源可以帮助梳理出地球周围太空天气,变化有时会干扰我们的无线电通讯或GPS,它可以指导航空和海上交通不利。

缓慢和快速太阳风

快速太阳风——毫不奇怪——可以比慢风以高达170万英里每小时的速度传播得快得多，但快速太阳风和慢太阳风之间最明显的区别是它们的组成。太阳风被称为等离子体，由带电粒子组成的加热气体 - 主要是质子和电子，具有痕量的较重元素，例如氦气和氧气。两种风的重点和电荷状态或电子数量不同。

“慢太阳风的组成和充电状态与快速太阳风的组成和充电状态非常不同，”戈达德太阳能科学家尼克勒州Viall说。“这些差异意味着他们来自太阳的不同地方。”

通过研究其构成，科学家们知道快速的太阳能从冠状孔的内部散发出太阳气氛的区域，其中电晕较暗和较冷。另一方面，慢太阳风与赤道周围的较热区域相关联，而是释放慢太阳风如何尚未清楚。

但新结果可能提供了答案。

追踪源：磁重新连接

磁性重新连接可能发生在任何地方有强大的磁场，例如在太阳磁环境中。想象一条指向一个方向的磁场线和附近的另一个场线向其朝向相反方向移动。当它们聚集在一起时，场线将取消并重新形成，每个都执行一种u逆转录和弯曲以在垂直方向上移开。由此产生的新磁场线产生大的力 - 类似于拉紧橡皮筋 - 剥离等离子体。这种等离子体是慢的太阳风。

该团队研究了慢风中90分钟间隔的周期性结构，并确定了磁结构，这是磁重连的指示指纹。他们还发现，每一个90分钟的慢风团都显示出一个有趣而重复的变化，这可能只是太阳磁场重连的残余。

“我们发现，慢太阳风的密度和电荷状态组成每90分钟上升和下降一次，从通常的慢风到被认为是快风，”Viall说。“但在缓慢的风速下，速度是恒定的。这只能通过太阳磁场重连来实现，同时利用快速和缓慢的风源区域。”

研究人员首先发现了大约15年前使用风宇宙飞船的周期性密度结构 - 1994年推出的卫星，以观察地球周围的空间环境。科学家观察到地球附近的磁场中的振荡，称为磁层。

“当太阳风突然增加压力时，磁性圈像铃铛一样响起，”戈达德磁体科学家拉里·凯科斯说。“我们进入了仔细的外观，发现太阳风中的这些周期。磁极层的表现得更像一鼓而不是铃铛。“

但是风仅给了研究人员测量了太阳风的密度和速度慢，无法识别其源。为此，他们需要构成数据。

此外，为了解决这个问题，来自不同学科的科学家需要一起工作，提出对整个系统的解释。凯普科研究磁层，而维奥研究太阳。通过观察离地球很近的地方以及太阳上发生的事情，该团队可以确定缓慢太阳风的来源。

科学家们转向美国宇航局的先进成分资源管理器。ACE于1997年推出，研究和测量包括太阳风和宇宙射线在内的几种类型空间材料的组成。它可以观察太阳粒子并帮助研究人员确定太阳风的元素组成和速度。

“如果没有ACE数据，我们就无法做到这项研究，”Kepko说。“没有其他乐器在我们需要的时候为我们提供信息。”

研究小组正在继续研究组成数据，以找到其他周期性密度结构的实例，以确定所有慢太阳风的来源是否都是磁重连。他们的案例研究清楚地表明，这一特殊事件是磁场重联的结果，但他们希望找到其他例子来证明这是为缓慢的太阳风提供动力的最常见机制。

随着研究小组收集到更多关于磁重连及其在太阳附近的影响的信息，它将增加关于这种现象的总体知识——因为磁重连事件在整个宇宙中都发生。

“如果我们能够理解这种现象，我们可以实际测量磁场，我们可以更好地处理这些基本物理过程如何在宇宙中的其他地方进行，”Viall说。

出版: L. Kepko等，“L1观测对太阳重新连接缓慢太阳风形成的影响”，地球物理研究快报，2016;gl068607 DOI: 10.1002/2016