研究表明造成太阳周期和黑子的动力始于这颗恒星的外层

研究表明造成太阳周期和黑子的动力始于这颗恒星的外层 历时 10 年的太阳图像揭示了恒星的活动是如何随着时间的推移而骤增和骤减的。资料来源:日本 ISAS 和美国 NASA 的 Yohkoh 任务新的研究表明,造成太阳周期和太阳黑子的太阳动力始于太阳外层。这挑战了关于更深层起源的旧理论,并为太阳活动的可预测模式提供了启示。在他们的开创性研究中,布朗和他的同事们使用数学方程模拟了太阳的行为,认为"发电机"可能始于恒星的最外层,而不是许多科学家几十年来一直认为的恒星内部深处。在许多方面,这种追求始于公元 1612 年著名的天文学家伽利略。这幅插图在美国宇航局太阳动力学天文台拍摄的图像上描绘了太阳的磁场。复杂的线条叠加可以让科学家们了解太阳磁性随着太阳内部和外部的不断运动而变化的方式。图片来源:NASA/SDO/AIA/LMSAL这项研究的共同作者、天体物理与行星科学系副教授布朗说:"伽利略在 400 年前首次观测到了太阳黑子,他了解了很多关于太阳黑子的知识,包括它们如何在太阳表面移动。但他搞不清楚它们是从哪里来的。从那时起,我们就一直为这个问题苦苦挣扎。"由英国爱丁堡大学的 Geoffrey Vasil 领导的研究小组最近在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。这项研究的共同作者包括基思-朱利安(Keith Julien),他是一名来自科罗拉多大学博尔德分校的应用数学家,今年 4 月因病去世。这些发现取决于"发电机",它是太阳中产生狂野磁场的复杂物理和化学的术语。地球拥有自己的"发电机",为地球磁场提供动力,这也是地面上所有指南针指向北方的原因。公元 1128 年伍斯特的约翰绘制的太阳黑子图。布朗说,太阳的内部运作对人类非常重要,太阳会产生太阳风暴,对人类电网构成威胁,这种风暴也导致了本月初在美国上空出现的极光。对于研究人员来说,这项研究是几十年来的一项成就。"自从 20 年前我们还是科罗拉多大学博尔德分校的研究生时,Geoff Vasil 和我就一直在思考这些想法。"一般来说,科学家们都认为太阳动力始于太阳的"对流区",也就是太阳内部大约三分之一的外部区域。在那里,被称为等离子体的高温带电粒子羽流向表面攀升。地球的磁场大部分是均匀的,而整个太阳对流区的等离子体搅动却将其磁场线扭曲成一个看起来像一碗面条的图案。基思-朱利安布朗说,尽管太阳活动混乱不堪,但它的行为却出人意料地可以预测。每隔 11 年左右,太阳就会从太阳黑子较少出现的低活动期转入太阳黑子大量出现的狂热活动期然后再翻转过来,重新开始。现在,太阳活动正处于狂热期。"你几乎可以给太阳'发电机'设定一个日历,"他说。"它为何如此狂野却又如此有序?"要弄清这个问题,研究人员首先需要知道这种效应到底是从太阳的哪个位置开始的。20 世纪 90 年代,科学家们提出,"发电机"出现在太阳表面以下大约 13 万英里的地方这一理论被昵称为"深海发电机"。然而,这一概念难以解释太阳混沌中产生的秩序。瓦西尔、布朗和他们的同事转而研究物理学中一种叫做"磁旋转不稳定性"的现象。这是一种磁场与旋转等离子体相互作用时形成的不平衡现象,在旋转等离子体中,磁流越往深处移动得越快。"布朗说:"这有点像舞伴们挽着胳膊互相旋转。长期以来,研究人员一直在研究这种现象是如何在环绕黑洞的高温气体盘中产生的。但它在太阳中的作用却不太清楚。在目前的研究中,瓦西尔、布朗和他们的同事在计算机上进行了一系列计算,研究这种不稳定性如何影响太阳的活动。他们发现,这一过程可以轻易地鞭打太阳内部,形成太阳"发电机",并解释 11 年周期是如何开始的。这些物理现象也将发生在太阳外围的10%,即距离表面微不足道的2万英里处。换句话说,太阳"发电机"可能很强大,但也有点肤浅。在完全摆脱深层理论中的"发电机"之前,研究人员还有很多工作要做。但布朗希望,这项研究能成为自己的动力,在该领域掀起一股新的研究热潮。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家在一个太阳黑子上方发现了类似地球极光的无线电辐射

科学家在一个太阳黑子上方发现了类似地球极光的无线电辐射 科学家在一个太阳黑子上方发现了类似地球极光的无线电辐射。图中粉色-紫色条纹代表无线电辐射,粉色代表频率较高的无线电信号,距离太阳黑子较近;紫色代表频率较低的无线电信号。细线代表太阳黑子上方的磁场线。太阳黑子是太阳底部的黑暗区域。资料来源:Sijie Yu这种射电暴以前只在行星和其他恒星上观测到过,而在太阳黑子太阳上一个相对凉爽、黑暗、磁性活跃的区域上方约 25,000 英里(40,000 公里)处被探测到。位于纽瓦克的新泽西理工学院的余思杰(Sijie Yu)说:"这种太阳黑子射电发射是首次探测到,"他是2024年1月出版的《自然-天文学》(Nature Astronomy)上一篇报道这一发现的论文的第一作者。这项研究于 2023 年 11 月首次在线发表。这一发现可以帮助我们更好地了解我们自己的恒星,以及产生类似射电辐射的遥远恒星的行为。洞察太阳和恒星现象太阳经常发射持续几分钟或几小时的短射电暴。但 Yu 的团队利用新墨西哥州的 Karl G. Jansky 超大阵列探测到的射电暴却持续了一个多星期。这些太阳黑子射电暴还具有其他特征例如它们的光谱(或不同波长的强度)和偏振(无线电波的角度或方向)更像是地球极区和其他有极光的行星产生的无线电辐射。在这张美国宇航局太阳动力学天文台于2016年4月11日拍摄的太阳图像中,科学家们在左上方看到的大黑子上方探测到了类似极光的射电爆发。图片来源:NASA/太阳动力学天文台在地球(以及木星和土星等其他行星)上,当太阳粒子被行星磁场卷入,并被拉向磁场线汇聚的两极时,极光就会在夜空中闪烁。当它们向极地加速时,这些粒子会产生频率约为几百千赫兹的强烈无线电辐射,然后撞击大气层中的原子,使它们发出极光。Yu 团队的分析表明,太阳黑子上方的射电暴很可能是以类似的方式产生的当高能电子被太阳黑子上方的汇聚磁场困住并加速时。但与地球极光不同的是,太阳黑子产生的射电暴频率要高得多从数十万千赫兹到大约一百万千赫兹。这是太阳黑子磁场比地球磁场强数千倍的直接结果。扩大对恒星活动的了解此前在某些类型的低质量恒星上也观测到过类似的射电辐射。这一发现提供了一种可能性,即除了之前提出的极区极光之外,类似极光的射电辐射可能来自这些恒星上的大光斑(称为"星斑")。"这一发现令我们兴奋不已,因为它挑战了太阳射电现象的现有概念,为探索太阳和遥远恒星系统中的磁活动开辟了新途径。NASA不断壮大的太阳物理学舰队非常适合继续调查这些射电暴的源区,"NASA戈达德太空飞行中心的太阳物理学家和太阳射电研究员Natchimuthuk Gopalswamy说。"例如,太阳动力学天文台持续监测太阳的活跃区域,这些区域很可能会产生这种现象"。与此同时,Yu 的研究小组计划重新研究其他太阳射电暴,看看是否有与他们发现的极光样射电暴类似的太阳射电暴。他说:"我们的目标是确定以前记录的一些太阳射电暴是否可能是这种新发现的发射的实例。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA太阳动力学天文台捕捉到强大的X3.3级太阳耀斑 2024 年 2 月 9 日,美国国家航空航天局的太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory)拍摄到了这幅太阳耀斑图像从右下方的亮光中可以看到。图像显示的是极紫外光的一个子集,它突出显示了耀斑中的极热物质,并被染成了茶色。图片来源:NASA/SDO太阳耀斑是太阳表面能量的突然爆发。这些现象是由太阳黑子附近的磁场线缠结、交叉或重组引起的。释放的能量横跨整个电磁波谱,从无线电波到 X 射线和伽马射线。太阳耀斑根据其 X 射线波长的亮度分为:X、M、C、B 和 A 级,其中 X 级耀斑最为强烈。等级后面的数值进一步细化了其强度,数值越大表示事件越严重。因此,X3.3耀斑(如 2024 年 2 月 9 日观测到的耀斑)代表太阳能量的大量释放。太阳耀斑对地球的影响各不相同。虽然耀斑本身主要释放电磁辐射,但对地球产生实际影响的往往是相关的日冕物质抛射(CME)。这些巨大的太阳风和磁场爆发可在一到三天内到达地球,可能导致地磁暴。在极端情况下,这些风暴会扰乱卫星运行、电信、导航系统,甚至电网。此外,太阳耀斑和集合放射粒子会增强地球极光,在两极附近形成壮观的自然光秀。太阳动力学天文台(SDO)的艺术家概念图。资料来源:NASA/戈达德太空飞行中心概念图像实验室美国国家航空航天局的太阳动力学天文台在监测和研究太阳活动方面发挥着至关重要的作用。SDO于2010年2月11日发射升空,是NASA"与星共存"(LWS)计划的一部分,旨在了解太阳变化的原因及其对地球的影响。该观测站提供多个波长的近实时太阳图像,提供有关太阳耀斑、太阳黑子和其他太阳现象的宝贵数据。SDO 能够以高清晰度连续观测太阳,这使科学家能够以前所未有的详细程度研究太阳大气,从而帮助预测可能影响地球的空间天气事件。SDO 最近捕捉到的 X3.3 太阳耀斑凸显了太阳的动态和强大本质。虽然太阳耀斑是太阳生命周期中的常见现象,但对其进行研究对于了解和减轻其对现代技术和通信系统的潜在影响至关重要。通过像 SDO 这样的天文台的辛勤工作,人类可以更好地应对和驾驭空间天气带来的挑战,保护我们的技术基础设施,确保我们的社会更有弹性地抵御恒星的异动。编译自/ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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云南天文台描绘了太阳高层大气反常加热的完整物理图像

云南天文台描绘了太阳高层大气反常加热的完整物理图像 对此虽然有一些理论猜测,但太阳高层大气整体如何被加热,仍然没有一个完整的物理图像。本次研究采用从结果到原因的逆向思维,先研究高层大气的特征,然后确定与各类磁场(原因)的关联。研究将全日面高层大气视为已经被反常加热后的整体,因为它们一直长期保持着反常的高温,因此必需且最合适的研究方式是分析长时间序列的全日面观测。此外,本研究首次通过分析长时间序列的Ca II K线全日面综合图,以及长时间序列的全日面的日冕绿线强度图,明确地回答了它们如何被反常加热的问题。研究人员发现,在太阳色球层中相对平静的区域,热量的主要来源是交织成网状的磁场,这种磁场结构能有效地阻止带电粒子、热能以及某些波从色球层顶部向外逃逸,而太阳色球层中相对活跃的蝶形区域,既会从活跃区和瞬现区的磁场中汲取热量,还会汲取这些磁场在日冕中产生的下行能量。根据研究,整个色球被磁场加热的完整图像是:宁静色球主要由网络场加热,它们的冠层结构磁位形在很大程度上阻止了带电粒子、热能和一些波从色球层顶部逃逸;呈蝴蝶图状的活动色球由活动区磁场和瞬现区磁场加热,以及由它们在日冕中产生的能量向下传播加热,瞬现区磁场对活动色球加热的贡献明显大于活动区磁场;宁静色球的加热是整个色球加热的主体。整个日冕被磁场加热的完整图像是:宁静日冕主要由网络场加热;呈蝴蝶状的活动日冕由活动区磁场和瞬现区磁场加热,瞬现区磁场对活动日冕加热的贡献明显大于活动区磁场;活动日冕比宁静日冕受热更明显。研究显示,活动区磁场和瞬现区磁场的加热导致活动色球与活动日冕空间分布上呈现蝴蝶图、时间上呈现与太阳活动周同相位的长期演化特征;网络场的加热导致整个背景(宁静)色球与背景(宁静)日冕空间上全日面分布、时间上呈现出与太阳活动周反相位的长期演化特征。图1:色球不同强度与太阳黑子活动周的关系。红色点是Ca II K线强度范围内的点数,蓝色点是Ca II K线强度范围内的总强度。图2:日冕不同强度与太阳黑子活动周的关系。红色点是日冕绿线强度范围内的点数,蓝色点是日冕绿线强度范围内的总强度。 ... PC版: 手机版:

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NASA超级计算机破解400年前困扰伽利略的太阳磁场之谜

NASA超级计算机破解400年前困扰伽利略的太阳磁场之谜 自从首次观测到太阳的磁场活动以来,天文学家一直在努力确定这一过程的起源。现在,在美国国家航空航天局的超级计算机上进行了一系列复杂的计算后,研究人员发现磁场产生于太阳表面以下约2万英里处。这一发现与之前的理论相矛盾,之前的理论认为这一现象起源很深从太阳表面下 13 万英里处开始。这项研究成果于 5 月 22 日发表在《自然》杂志上。这项新发现不仅有助于我们更好地了解太阳的动态过程,还能帮助科学家更准确地预报强大的太阳风暴。虽然本月的强太阳风暴释放出了美丽、绵延的北极光,但类似的风暴也会造成严重破坏损坏地球轨道卫星、电网和无线电通信。这幅插图在美国宇航局太阳动力学天文台拍摄的图像上描绘了太阳的磁场。复杂的线条叠加可以让科学家们了解太阳磁性随着太阳内部和外部的不断运动而变化的方式。图片来源:NASA/SDO/AIA/LMSAL"自伽利略以来,了解太阳磁场的起源一直是一个悬而未决的问题,这对于预测未来的太阳活动(比如可能撞击地球的耀斑)非常重要,"该研究的合著者丹尼尔-勒科阿内说。"这项工作为太阳磁场的产生提出了一个新的假设,它能更好地匹配太阳观测数据,我们希望它能用于更好地预测太阳活动。"莱科阿内是天体流体力学专家,现任西北大学麦考密克工程学院工程科学与应用数学助理教授,同时也是天体物理学跨学科探索与研究中心的成员。苏格兰爱丁堡大学数学教授 Geoffrey Vasil 领导了这项研究。令人费解的历史几个世纪以来,天文学家一直在研究太阳磁场活动的蛛丝马迹。其中包括伽利略,他在 1612 年首次对太阳黑子进行了详细观测。伽利略利用早期的望远镜甚至肉眼,记录下了太阳磁场不断变化所产生的黑斑。多年来,天文学家在了解太阳产生磁场的物理过程的起源方面取得了重大进展,但局限性依然存在。例如,一些理论认为太阳动力起源于深海,并预言了天文学家从未观测到的太阳特征,如高纬度地区的强磁场。这张照片拍摄于美国东部时间2013年6月20日晚上11:15,显示了太阳左侧太阳耀斑的亮光,以及太阳物质喷发穿过太阳大气层的现象,称为突出喷发。图片来源:NASA/Goddard/SDO缺失的碎片为了解决这个难题,研究小组开发了新的、最先进的数值模拟来模拟太阳磁场。与以前的模型不同,新模型考虑了扭转振荡,这是气体和等离子体在太阳内部和周围流动的一种周期性模式。由于太阳不像地球和月球那样是固态的,因此它并不像一个物体那样自转。相反,它的自转随纬度而变化。与 11 年的太阳磁周期一样,扭转振荡也经历了 11 年的周期。莱科阿内说:"由于波的周期与磁周期相同,人们一直认为这些现象是有联系的。然而,太阳磁场的传统'深层理论'并不能解释这些扭转振荡的来源。一个耐人寻味的线索是,扭转振荡只出现在太阳表面附近。我们的假设是,磁循环和扭转振荡是同一物理过程的不同表现形式。"当西北大学莱科阿内实验室的博士后研究员凯尔-奥古斯丁森(Kyle Augustson)进行数值模拟时,研究人员发现他们的新模型为扭转振荡中观察到的特性提供了定量解释。该模型还解释了太阳黑子是如何遵循太阳磁场活动模式的这也是深起源理论所缺失的另一个细节。改进预测研究人员希望通过更好地了解太阳的发电机,改进对太阳风暴的预测。当太阳耀斑和日冕物质抛射向地球发射时,它们会严重破坏电力和电信基础设施,包括GPS导航工具。例如,本月最近发生的太阳风暴就在播种旺季破坏了农用设备的导航系统。但研究人员认为,1859 年 9 月袭击加拿大的一场更为强烈的太阳风暴值得警惕。这场被称为卡灵顿事件的强烈风暴破坏了加拿大刚刚起步的电报系统。如果有足够的预警,工程师们就可以采取措施防止未来发生灾难性的破坏。莱科阿内说:"虽然最近的太阳风暴威力巨大,但我们担心的是像卡林顿事件那样威力更大的风暴。如果今天类似强度的风暴袭击美国,估计将造成 1 万亿到 2 万亿美元的损失。虽然太阳动力学的许多方面仍然笼罩在神秘之中,但我们的工作在破解理论物理学中最古老的未解难题之一方面取得了巨大进步,并为更好地预测危险的太阳活动开辟了道路。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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太阳磁极将在两年内反转

太阳磁极将在两年内反转 实际上,除了11年一次的太阳活动周期,太阳还有22年一次的海尔周期(Hale Cycle),指的就是太阳磁极反转并复原的周期。太阳有两类磁场,一类叫普遍磁场,另一类是活动区磁场。这里说的太阳磁场,指的是太阳的普遍磁场。在太阳活动极小期,太阳磁场与地球磁场的形态相似,都有南北两个对称的磁极。但随着太阳的逐渐活跃,太阳的磁场会变得越来越混沌复杂,南北磁极对称分布的特点会越来越模糊。据预测,这一次太阳磁极的反转可能会在2024年末至2026年之间发生。磁极反转后,太阳的南磁极将出现在太阳的北极附近,北磁极将出现在南极附近。这样的指向与今天的地球磁场指向是一样的。今天地球南北磁极也分别位于地球的地理北极和地理南极附近。太阳磁极的反转,看起来与太阳黑子的活动有关。黑子不但能够诱发多种太阳活动,如耀斑和日冕物质抛射;还会产生极为复杂的活动区磁场,并最终触发太阳普遍磁场的反转。极大期时的太阳和极小期时的太阳。极大期时太阳表面黑子数量很多,而极小期时黑子很少甚至没有。Future当黑子大部分集中在太阳赤道附近时,太阳普遍磁场的形态通常是偶极对称的;但随着黑子聚集区越来越靠近两极,太阳磁场的形态就会越来越趋向于复杂混沌。当这种混沌达到一定程度后,随之而来的就是磁极的反转。太阳磁极的反转并不是在瞬间完成的,而是一个渐变的过程。它会先从偶极磁场转化为一个复杂的非偶极磁场,然后再还原为一个极性相反的偶极磁场。这和地球磁场的反转方式不同。地球磁场反转需要几百上千年,而太阳磁极的反转在几年内就可以完成。导致太阳磁极反转的深层原因依然是谜。与太阳磁场反转的许多问题至今仍得不到解释。与太阳磁极反转密切关联的,是太阳活动强度的变化。随着太阳磁场的形态越来越复杂,太阳活动的极大期也伴随而至。但除此之外,太阳磁极的反转通常并不会带来灾难。在某些方面,太阳磁极的反转甚至还有好处。比如太阳磁极反转会导致太阳日光层电流片(heliospheric current sheet )起伏波动。而这能够使其更有效地抵御宇宙射线对地球的侵袭。宇宙射线是来自深空的高能粒子。这些以近光速飞行的粒子,会给航天器和宇航员带来伤害。太阳日光层电流片示意图。太阳磁极反转时,电流片会起伏波动。NASA科学家还发现,太阳磁极反转过程的长短,对太阳周期的活跃程度可能有一定影响。假如它在几年内就能够完成反转,恢复到偶极状态,那么下一个太阳周期可能会比较活跃;而假如持续时间较长,那么下一个太阳周期可能会比较平静。参考The sun's magnetic field is about to flip. Here's what to expect.https:// ... PC版: 手机版:

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片名:烈日灼心又名:不法之徒 / 法外之徒 / 太阳黑子 / 光斑 / The Dead End

片名:烈日灼心 又名:不法之徒 / 法外之徒 / 太阳黑子 / 光斑 / The Dead End 地区:中国 首映:2015-08-27(中国大陆) / 2015-06-15(上海电影节) 主演:邓超 / 段奕宏 / 郭涛 / 王珞丹 / 吕颂贤 类型:剧情 / 悬疑 / 犯罪 简介:七年前,福建西陇发生一起惨绝人寰的灭门惨案,某别墅内一家五口同日惨死,在社会上引起极大的震动,然而此去经年,嫌疑人杨自道(郭涛 饰)、辛小丰(邓超 饰)、陈比觉(高虎 饰)却依然逍遥法外。现如今,这三个人都在厦门过活,杨当起了出租车司机,小丰加入了协警队伍,因意外变成傻子的陈则带着三人捡来的女孩尾巴栖息在亲戚的渔场中。这一天,拥有丰富办案经验的伊谷春(段奕宏 饰)调到小丰所在的队伍担任警长。伊颇为器重能力卓越的小丰,但嗅觉灵敏的他也隐隐觉出这个男子和当年的灭门惨案有所关联。在此期间,道哥在一次意外中结识了伊的妹妹小夏(王珞丹 饰)。仿佛冥冥之中有一只看不见的手,正将这三个决心重新做人的男人推向无法更改的结局……本片根据须一瓜的长篇小说《太阳黑子》改编。片长: 139分钟。IMDb: tt4079152 #烈日灼心 #不法之徒 #法外之徒 #太阳黑子 影片已上传 点击下方搜索 【优影臻享】@Youxiu_bot

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