證實太陽黑子上方存在共振腔


太陽黑子通常出現在太陽表面較暗的區域,它們是由强烈的磁場聚集所引起的,面積大小可以和地球一樣大,甚至更大。

從1960年代末開始,這些黑子在大氣中的振盪現象就已經被人們所知,並被解釋為電磁波的證據。這些電磁波吸引了研究人員的興趣,因為它們可以將能量從太陽內層傳送到太陽大氣的外層。它們被認為是解釋太陽外層大氣(日冕)溫度極高的機制之一,這也是太陽物理學中主要的一項課題。

新的結果發現,這些電磁波部分被困在太陽黑子上方的大氣區域中,從而引起共振。加那利群島天體物理研究所(Instituto de Astrofisica de Canarias)研究員托比亞斯·費利佩(Tobias Felipe)說,這種現象類似於管樂器或吉他弦產生的現象。當共振波限制在一個空腔(cavity)內時,加强了某些頻率。在靠近太陽表面和過渡區的區域內溫度強烈變化,會導致波反射,並被局限在這些共振腔(resonating cavities)中。為進行這項研究,位於特內里費島(Tenerife)的科技和可再生能源研究所(Institute of Technology and Renewable Energies)運營的高計算性能超級電腦上進行數值模擬。

最近加入加那利群島天體物理研究所研究員塞爾吉奧·岡薩雷斯·曼里克(Sergio Gonzalez Manrique)補充說,泰德天文台(Teide Observatory)的太陽望遠鏡所進行的高解析度觀測,讓我們可以更加了解太陽大氣中幾個層面的速度和溫度波動。這些觀測數據與數值模擬的預測完全吻合。這一發現不僅解釋了一個持續幾十年的謎團,還提供了一種利用太陽大氣的共振來推斷其大氣特性的新方法。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年7月20日出版的《自然-天文學》期刊

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