巨大的太阳黑子正在改变太阳的振动方式

巨大的太阳黑子正在改变太阳的振动方式科学家们发现了两个巨大的太阳黑子，它们大到可以改变太阳的振动方式。有关的太阳黑子目前在我们恒星的远侧。然而它们很快就会旋转着进入视野，如果它们在面对地球时爆发，那么我们人类可能会发现自己要面对大规模的太阳耀斑或日冕物质喷射。像这样的巨大太阳黑子在太阳磁场过于强大的地方形成。这些黑暗的斑点往往比周围的区域更冷。这是因为这些磁场阻止热量到达表面，并引发太阳黑子的形成。然而当太阳黑子变得过大，它们往往会爆发，并发出太阳耀斑或日冕物质喷射(CME)。这些事件可以造成重大的空间天气影响，包括全球磁暴，前提是它们击中了地球。这两个巨大的太阳黑子的发现是值得注意的，因为如果它们在面对地球时爆发会引起相当大的骚动。今年早些时候，我们已经看到了一次大规模的太阳爆发。该次爆发使得恒星能量喷射到太空中220万英里。这种大规模的等离子体爆发可能会对我们日常使用的卫星造成严重破坏。而且如果形成地磁暴，它还可能导致GPS和其他系统的问题。Spaceweather.com报道说，这两个巨大的太阳黑子也有这种潜力。通常情况下，科学家使用专门设计的望远镜来研究太阳的表面和发现太阳黑子。然而当它们远离地球时，就像这些巨大的太阳黑子一样，研究它们则需要更科学的措施。相反，科学家们利用多普勒效应来测量光、声音或太阳产生的任何其他波的频率变化来进行观察。不过使这两个新太阳黑子如此引人注意的原因不仅是它们是巨大的太阳黑子，而且它们大到正在在改变太阳的振动方式。科学家研究太阳的振动，这跟地震学家研究地球上的振动类似。它可以帮助我们更好地了解我们的恒星并让我们深入了解在太阳的不同部分正在发生的事情。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313751.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313751.htm

《三体》“人造太阳”有望实现？袁丁团队研究成果登上《自然·天文学》杂志

《三体》“人造太阳”有望实现？袁丁团队研究成果登上《自然·天文学》杂志发表杂志《自然·天文学》(NatureAstronomy)内页截图5月25日，该成果以“TransverseOscillationsandEnergySourceinaStronglyMagnetizedSunspot”《强磁化太阳黑子中的横模振荡与能量源》为题发表在《自然·天文学》上，哈工大(深圳)副教授袁丁为第一兼通讯作者，硕士研究生付立博为第二作者，教授冯学尚和博士后BlazejKuzma为合作作者。记者了解到，这项研究集合了欧洲、美国等多国科学家、科研机构的共同努力。哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究院冯学尚教授与袁丁副教授作为课题发起者，承担了“总设计师”的工作，助人类理解太阳再上台阶。“日冕加热问题”意义重大“中国探月工程”已成功从月球带回了月壤。月亮越来越“近”，那么太阳呢？哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究院副教授袁丁告诉记者，目前人类对太阳的研究仍停留在“初级阶段”。“现阶段，我们研究太阳主要服务航空宇航、通讯导航等领域。随着数字经济的发展，人类在太空中的资产越来越多，如空间卫星、空间站、月球(火星)基地，与之相随的是庞大的数字经济产业链。而太阳的活动直接威胁着人类的太空资产。太阳风暴来袭，电力网络或通讯系统受损，我们将面临没有电力、通信、互联网和社交媒体的生活。”太阳黑子中本影纤维在强磁区域横向震荡，携带巨大的能量太阳是一个由氢组成的气体球，其能量均来自于太阳内部的核聚变反应——能量由内向外传输，从太阳内核到太阳表面(光球层)，温度从1600多万摄氏度降低到5000多摄氏度。日冕处于光球层之外，距离内核的热源更远,其温度应该更低。但日冕的实际温度却高达数百万摄氏度，比光球层高出1000-10000倍，这就是困扰物理学界百年的难题——太阳日冕加热问题。太阳日冕加热问题是太阳研究领域的“显学”，在2012年被SCIENCE《科学》杂志选为当代天文学的八大未解之谜之一。哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究院副教授袁丁袁丁本科在哈工大学习光信息科学与技术，在瑞典皇家理工大学取得核能工程硕士，此后又在英国华威大学获得物理学哲学博士。复合、跨学科的学习经历，为他后来研究太阳物理打下了扎实基础。2017年，完成学业后，袁丁来到哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究工作。“这是一个诺奖级别的科研主题。”袁丁说，他长期关注日冕加热问题：日冕为什么那么热？弄清日冕加热的原理，将推进“人造太阳”相关科研，人类用上安全、清洁、高效、可持续的“人造太阳”能源或将不再是梦想。科幻小说《三体》描述的未来世界里，人类造出了可控核聚变装置——反应炉中燃起的“微型太阳”，消耗少量的燃料就能释放出巨大的热量用于发电，这种装置被称为“人造太阳”。古德太阳望远镜成“神助攻”关于日冕加热问题，科学界有过众多假设、推想以及研究。冯学尚与袁丁在前人的基础上又进一步。2018年，袁丁赴美国加州大熊湖天文台开展天文观测，在那里找到了破解谜题的“神助攻”——古德太阳望远镜。古德太阳望远镜口径为1.6米，是目前世界上正在运营的最大口径的太阳望远镜，其得天独厚的观测台址和强大的观测仪器设备，为攻克该项极具挑战的研究课题提供了可能。袁丁利用古德太阳望远镜的高时空分辨率观测资料，发现太阳黑子的强磁场中存在周期性横向运动，即横模磁流体波。美国大熊湖天文台口径1.6米古德太阳望远镜是世界上口径最大的现役太阳望远镜袁丁解释说，太阳黑子是太阳表面温度最低的结构，温度约为4000摄氏度，其上方对应的太阳活动区却是太阳日冕温度最高的区域，约为200万至2000万摄氏度，这样由太阳黑子和活动区组成的磁场和高温等离子体耦合结构对太阳等离子体加热的条件更加苛刻，这些特征引起了研究团队的注意。2018年袁丁在美国加州大熊湖天文台进行天文观测时，恰逢太阳黑子活跃周期，他发现太阳黑子里的本影纤维横向摆动，由此产生出巨大能量。“观测时机很重要。”袁丁说。机会总是偏爱有准备的头脑。观测、查阅数据、提出假想并联合国际团队共同研究，最终根据数学建模，计算出太阳黑子的强磁区域(约4000高斯)所需驱动力高出太阳其它区域的100至1000倍，此类运动所携带的能量流约为7500000瓦每平方米，只要千分之一或者万分之一的能量即可足太阳日冕加热所需能量流，符合太阳等离子体加热的要求。“太阳黑子强磁区域的横向运动相当于城市中高楼大厦都在横向摆动，此类运动携带了巨大的能量流，只有强烈的地震可以驱动此类运动。据此可以想象，太阳黑子强磁场的横向运动携带着很高的能量。据团队估算，该能量流相当于7500部空调全功率炙烤1平方米的面积。”袁丁说。研究成果引发热议谈及研究的意义，袁丁称该研究最大的突破是首次探测到比日冕加热所需能量流强上万倍的全新能量源，并利用超级计算机模拟重现了该能量源的等离子体加热效应，开创了日冕加热的革新性领域。该研究具备解决日冕加热问题这一百年物理学难题的潜力，有望成为下一代4-8米口径太阳望远镜等大型国际科研设备的重点科学目标。据了解，论文发表之后，引起了科学界和公众密切关注。Nature杂志社邀请意大利宇航局著名科学家MarcoStangalini针对此研究撰写评述，评价此研究对于日冕加热理论的突破性贡献和对于大型地面太阳望远镜建设的指导意义。《国家地理》等十几家国际著名媒体和科学杂志报道了此项研究。电视剧《三体》剧照该研究探测到比日冕加热所需能量流还强的全新能量源，这不禁诱发联想——《三体》中的“人造太阳”会否因此更加接近现实？袁丁表示，该成果的确有助于推动“人造太阳”的等离子体加热技术研发。等离子体加热是解释太阳风来源的重要步骤,而太阳风为星际旅行提供了重要的燃料。“当然,无论是‘人造太阳’还是‘星际旅行’，都不太可能在短期内变为现实，但该项研究成果为后续的研究奠定了非常重要的基础。”袁丁表示，该成果将相关科研的“进度条”往前推动了一步。袁丁同时透露，该团队将会继续聚焦日冕加热领域的科研。“下一步，团队研究的焦点是太阳黑子的全新能量源是否普遍存在。再往前的目标则是将该理论应用到恒星黑子，利用先进的数学建模和天文设备探索恒星黑子的等离子体加热机制。”该项目由冯学尚与袁丁领衔的国际团队共同完成，研究得到了全球专家学者的支持：硕士研究生付立博和BlazejKuzma博士后分别参与了天文数据分析和双流体磁流体数值模拟工作；哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究院负责天文实验设计和天文数据分析工作；新泽西理工大学(大熊湖天文台)承担古德太阳望远镜的天文观测和数据校准工作；西班牙加纳利天文物理研究所承担斯托克斯光学反演和建模工作；波兰居里夫人大学物理学院负责双流体磁流体数值模拟工作；比利时鲁汶大学数学系负责数学建模工作；印度理工学院团队参与了天文实验设计和论文写作相关工作；昆明理工大学信息工程与自动化学院、深圳信息职业技术学院、国家天文台参与了天文数据分析等相关工作。【哈工大(深圳)空间科学与应用技术研究院】...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368941.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368941.htm

太阳表面形成巨大太阳黑子 或致地球电网瘫痪

太阳表面形成巨大太阳黑子或致地球电网瘫痪由于火星目前在太阳的背面运行，“毅力号”比地球上的我们早一个多星期看到黑子。专家警告称，这个黑子可能会释放高能爆炸，导致地球电网瘫痪。据悉，太阳黑子之所以看起来黑乎乎，是因为它们的温度比周围至少低摄氏2200度。太阳黑子温度低的直接原因是它自身具有强磁场，磁场强度约在1000-4000高斯之间，比地球上的磁场强度高出1万倍。强磁场能够抑制太阳内部能量通过对流的方式向外传递。所以，当强磁场浮现到太阳表面时，该区域的背景温度会从5700℃缓慢降至4000℃左右，使该区域以暗点形式出现，即黑子产生。太阳黑子很少单独活动，通常是成群出现，活跃时会对地球的磁场产生影响，当太阳上有大群黑子出现的时候，会出现磁暴现象使指南针乱抖动，不能正确地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路。无线电通讯也会受到严重阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等等方面造成严重威胁。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379585.htm

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：SijieYu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（SijieYu）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》（NatureAstronomy）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KarlG.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NatchimuthukGopalswamy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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424480.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424480.htm

太阳黑子AR3165释放出巨大的冲击波 撕开了地球的磁场

太阳黑子AR3165释放出巨大的冲击波撕开了地球的磁场这是因为任何太阳风或其他太阳能通过并与我们的大气层相互作用，可能造成GPS等通信系统无法使用。导致地球磁场空洞的冲击波被认为来自一个被称为AR3165的太阳黑子，该黑子最近在12月14日爆发了8个太阳耀斑。这些耀斑造成了大西洋上空无线电信号的大规模中断，我们可能会再次看到这种情况，这取决于地球磁场需要多长时间来自我修复。令人欣慰的是，地磁出现的异常并不会持续。当太阳风和耀斑击中我们星球的磁场时，这些事件经常发生，所以我们磁场中出现的洞并不罕见，它们往往在几小时内就会自愈。然而，期间如果有任何太阳能量通过，它就会对我们的无线电信号造成破坏。虽然地球磁场中最近的这个洞可能不是那么危险，但有一些太阳耀斑和日冕物质抛射会造成更大的问题。有些，如果足够强大，可以干扰主要城市甚至国家的GPS、无线电和其他重要信号。而且，由于太阳的活跃程度仍在上升，因此必须密切关注空间天气。太阳耀斑是一个美丽但可怕的景象，正如美国宇航局捕捉到的太阳耀斑爆发的视频所见。虽然最近的这次耀斑并不像我们看到的一些X-1耀斑那样强大，但它仍然强大到足以在地球的磁场上撕开一个洞。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335795.htm

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GeoffreyVasil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（KeithJulien），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，GeoffVasil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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435752.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435752.htm