天體物理學家2004年的理論證實：為什麼太陽的成分會變化

大約17年前，美國海軍研究實驗室的天體物理學家馬田·林明（Martin Laming）提出理論，為什麼太陽最薄最外層的化學成分不同於下層的化學成分。他的理論最近通過對來自地球和來自太空的太陽電磁波綜合觀察得到證實。

林明在1990年代中期開始探索這些現象，並於2004年首次發表有關理論。他說：「得知新的觀測結果證明理論中背後發生的事情，以及實際上是在太陽上真實發生的事情，我們感到很滿意。」

太陽由許多層組成。天文學家將其最外層稱為日冕，僅在日全食期間從地球上才可見。日冕中的所有太陽活動都是由太陽磁場驅動。這些活動包括太陽耀斑、日冕物質拋射、高速太陽風和太陽高能粒子。太陽活動的各種表現都通過磁力線上的振盪（波動）傳播或觸發。

林明說：「當它們撞擊較低的太陽區域時，同樣的波動會引起化學成分的變化，當這些物質向上移動時，我們會在日冕中看到這種化學成分的變化。通過這種方式，日冕化學成分提供了一種新的方式來了解太陽大氣中的波動，並提供對太陽活動起源的新見解。」

美國海軍研究實驗室太空科學部負責人克里斯托夫·恩格勒特（Christoph Englert）指出，預測太陽天氣的好處，以及林明的理論如何幫助預測我們在地球上通訊能力的變化。他說：「我們估計太陽的氫含量為91％，但由鐵，矽或鎂等次要離子佔的小部分則佔了紫外線和日冕X射線的輻射輸出的主要部分。如果這些離子的豐富程度發生變化，則輻射輸出會發生變化。」

恩格勒特說：「太陽上發生的事情會對地球的高層大氣產生重大影響，這對於依賴地對地或者地對空無線電頻率傳播的通訊和雷達技術非常重要。」

它還對軌道上的人造衛星產生影響。輻射被吸收到地球的高層大氣層中，這導致高層大氣形成等離子體，電離層並膨脹和收縮，從而影響大氣對衛星和軌道碎片的阻力。

林明說：「太陽還釋放出高能粒子。它們會損壞衛星和其它太空船。高能粒子本身是微細的，但正是它們的速度使它們對太空中的電子設備，太陽能電池板和導航設備造成危險。」

恩格勒特說：「可靠地預測太陽活動是一個長期目標，我們要了解恆星的內部工作原理。最新成就是朝這個方向邁出的一步。」

【圖：互聯網；文：節譯自美國海軍研究實驗室2021年3月3日新聞公佈】研究全文刊登在2021年1月8日出版的arXiv 論文預印本網站