最近,中国科学院紫金山天文台季海生研究员和美国大熊湖天文台曹文达副教授和Goode教授利用大熊湖天文台1.6米口径的太阳望远镜发现了太阳日冕加热的源区,有望解决长期困扰天文界太阳日冕加热的难题。该望远镜是国际上目前最大的太阳光学望远镜。
太阳的能流来自于其内部的热核反应,因而,从太阳中心一直往外,温度应该是一路降低。但是,太阳的外层大气具有反常的温度分布,太阳大气温度从光球之上的4600 K(温度极小区)缓慢上升到光球之上2000公里处的几万度色球温度,再从色球边缘往上陡升至百万度以上的日冕温度。究竟是什么原因造成了这种反常增温,是太阳物理学几十年以来悬而未决的最重要的著名难题之一。国际上重大太阳观测设备的研制无一不是以“日冕加热问题”作为主要的科学目标之一,譬如日本于2006年发射、目前仍在运行的“日出”(HINODE)卫星,被专门设计为有利于“日冕加热问题”的解决。此外,“日冕加热问题”也是NASA于2010年发射的“太阳动力学卫星”(SDO)卫星的重要科学目标之一。
由于太阳的中性氦线1083纳米的发射(在太阳表面上表现为吸收)具有激发能态高、光学薄的特点,利用该谱线进行高分辨率观测可能是解决日冕加热问题的突破口。基于这样的指导思想,以美国大熊湖天文台新建成的国际最大口径(1.6米)的太阳光学望远镜作为观测平台,中国科学院紫金山天文台研究人员利用我国自行研制的1083纳米滤光器首次在该波段对太阳进行了高分辨率成像观测并获得成功。中美研究人员首次得到了太阳在1083纳米波段的最高分辨率图像,首次发现了超精细(~100公里的尺度)的磁流管结构,这些超精细的磁流管无处不在,扎根于对流米粒之间,被认证为高温物质和能量外流的通道。因而,中美研究人员从根本上回答了加热日冕的能量究竟来自光球的何处。其中可能物理过程是:光球米粒不断的对流运动将磁场挤压到米粒之间,形成米粒间小尺度强磁场,米粒间小尺度强磁场中的活动产生了高温物质和能量的外流。这一发现刊登在美国今年5月份出版的《天体物理快报》杂志上。
这一研究主要是在国家基金委重点项目“太阳磁活动的高分辨率观测研究” (NSFC10833007)资助下进行的。
文章链接http://adsabs.harvard.edu/abs/2012ApJ...750L..25J