炽热的太阳大气，或源于磁场乱流，新探测器能否揭开谜底？

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好奇少年：为什么太阳的大气层比它的表面更热？

图片来源：shutterstock图片网

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为什么太阳的大气层比它的表面更热？——奥利维亚，9岁，来自堪培拉

嗨，奥利维亚！这是一个相当棒的问题！事实上，世界上有许多科学家正在试图回答它。真相就是——我们并不知道！

然而，关于加热太阳大气层的能量的来源，我们已经有了一些想法，而这一切与太阳的磁场紧密相连。让我来解释这意味着什么。

太阳的温度

热量来源于太阳的中心，在它酷热的核心之中，温度可以达到2700万摄氏度。就像我们远离一处营火时一样，离太阳核心的距离越远，温度就降得越低。太阳的表面只有6000摄氏度，比它的核心要冷得多。同样，在离开表面的一小段距离之内，它的温度持续降低。然而，在离表面更远的地方，太阳的大气层里，温度忽然间飙升至上百万摄氏度！必然有某种力量在加热太阳的大气，但我们无法轻易地确定它们是什么。

太阳磁场是关键

专家公认的解释是，太阳的磁场实际上正在把能量从内部带出，穿过它的表面，送入它的大气。就像地球一样，太阳有一个磁场。我们可以把磁场想象为一组不可见的线，连接一个恒星或行星的南北两极。我们不能看见磁场，但通过那些能够对它做出反应的物体，我们知道了它们的存在。例如，一个地球上的指南针会永远指向北极，因为它与地球的磁场保持一致。

^在这张图里，你可以看到地球的磁场如何向太空中延伸，最终回归地球。红色的端点代表地磁的北极，白色代表南极 图源：shutterstock

太阳也拥有南北两个磁极，即便如此，它的磁场活动与地球不同，看起来更加混乱。在太阳的表面上，这些磁感线看上去像是伸向大气的许多线圈，不断地随时间流逝而变化。

如果这些线圈相互接触，它们可能会造成突然的爆发，产生巨大的能量并为大气层加热。我们也知道波动会沿着磁感线运动并向上传输能量。它们能否为大气层提供足够的热量？加热大气的过程是波动与爆发共同作用的结果，还是有别的东西的加入？拥有测量太阳磁场的能力，将会极大地帮助我们理解那些正在发生的事情。

这就是我们想象中的太阳磁感线，如果我们可以在它们从表面伸出来的时候看到它们。图片来源：NASA

测量磁场

磁场或许是无形的，但我们仍然能够测量它，因为它们会轻微地影响来自太阳的光线。太阳的表面非常明亮，很容易就能观测到由它发出的光线的变化，从而测量出磁场。

然而，太阳的大气层是如此的炽热，以至于在那儿的光线无法被看见。大气层会发出X射线，一种我们无法看到的光。即使我们用上了特殊的X射线望远镜，来自太阳大气层的X射线对我们来说也过于黯淡，无法从中得出大气磁场的形状。

好消息是，一颗全新的卫星——NASA的帕克太阳探测器，正在靠近太阳（没有太过靠近）的轨道上运行。为了测量它们，它实实在在地飞越了那些磁场。在接下来的五年里，我们应该会从它那儿收到许多激动人心的消息。

这些关于磁场的测量结果会使我们更加接近真相，理解到底是什么使得太阳以及其他恒星的大气层比它们的表面更加炽热。

NASA的帕克太阳探测器大约有一辆汽车那么大。图片来源：NASA

相关知识：纽卡斯尔大学，也被称为“纽卡素大学”，是位于澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔市的一所公立大学。这所学校建立于1965年，本部位于纽卡斯尔的卡拉汉郊区。与此同时，这所大学在欧伦巴、新麦克奎尔港、新加坡、纽卡斯尔中心商务区以及悉尼中心商务区拥有校区。除了这些现有的区域，新的校区也会被加入。

BY:Hannah Schunker

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