IRIS任务捕捉到的太阳图像显示低位等离子环被激发时的最新细节，这或可揭示高温日冕的形成秘密。
为什么太阳大气比太阳表面温度高数百万度？这一谜题由来已久。地球轨道界面区域成像光谱仪（IRIS）和大气成像组件（AIA）拍摄的图像表明，太阳上低位的磁环已被加热到数百万开氏度。
在《自然•天文学》杂志近日刊发的一篇论文中，美国莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和美国航天航空局（NASA）马歇尔太空飞行中心的研究人员称，太阳风中发现的新现象或许能帮助科学家们解谜。
研究人员认为，较重的离子（如硅）在太阳风和太阳色球层与日冕之间的过渡区域中会被优先加热。其中被磁化的等离子弧会不断地形成环状结构，长期以来，人们一直认为它们隐藏着以纳米耀斑形式释放出能量脉冲的磁力驱动机制。
在新研究中，研究人员对环状结构中的“亮斑”进行描述，这些亮斑包含氧元素及重硅离子的强光谱特征。利用IRIS图像，他们可以检测出零星的超热等离子体，并揭示过渡区域中环结构的细节——通过读取作为化学“指纹”的光谱线来分析环内离子的运动和温度。
图像表明，热点光谱中的谱线因热效应和多普勒效应而变宽，在热点处，含有硅离子的喷流以每秒100公里的速度向观察者(虹膜)移动(蓝移)并离开(红移)；较轻的氧离子则没有检测到多普勒频移。硅离子温度高于氧离子。
尽管过渡区域只有约1万华氏度，但环结构也受到了太阳表面对流现象的影响——构成环结构的磁线被扭曲、“编织”在一起，提升了磁场能量，并最终导致等离子体升温。在这一过程中，等离子体束的磁场断裂，并在“编织”部位重新连接后进入较低的能量状态，释放出储存的磁场能量，导致离子体变得过热。
莱斯大学太阳物理学家Stephen Bradshaw说：“我们发现硅离子的光谱线比氧离子宽得多。这表明硅离子将被优先加热。我们想了想，发现了一个叫作‘离子回旋加热’的动力学过程，相较于轻离子，它倾向于优先加热重离子。”
离子回旋波在重连点产生。由较重离子携带的波更容易受到“不稳定性”的影响，这种不稳定性会导致波“破裂”并产生湍流，从而使离子散射，充满能量。这扩大了离子的光谱线。“在太阳风中，重离子温度也明显比轻离子更高。”
研究人员认为，他们揭示的太阳风及过渡区域性质对于解决太阳温度之谜至关重要，但欲知全貌，还需要进一步探索。
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编译：朱明逸
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《自然•天文学》
期刊编号： 2397-3366
原文链接：
https://phys.org/news/2020-12-scientists-lowdown-sun-super-hot-atmosphere.html
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