太阳轨道飞行器发现为太阳风提供动力的微型喷流

太阳轨道飞行器发现了来自太阳的微小喷流，这可能解释了太阳风的起源。 这挑战了关于风力发电的传统观念，新数据表明风力发电是间歇性的。 这些发现也可能对了解其他恒星的大气层产生影响。 图片来源：ESA 和 NASA/太阳轨道飞行器/EUI 团队； 致谢：Lakshmi Pradeep Chitta，马克斯·普朗克太阳系研究所

了解太阳风

太阳风由带电粒子（称为等离子体）组成，不断逃离太阳。 它通过行星际空间向外传播，与路径上的任何物体发生碰撞。 当太阳风与地球磁场碰撞时，就会产生极光。

尽管太阳风是太阳的一个基本特征，但了解太阳风在太阳附近的产生方式和地点已被证明是难以捉摸的，并且一直是几十年来研究的重点。 现在，凭借其先进的仪器，太阳轨道飞行器使我们又向前迈进了重要一步。

这张马赛克图像显示了大量从太阳外层大气中逸出的微小物质喷流。 这些图像来自欧空局/美国宇航局太阳轨道飞行器。 在这幅马赛克图中，它们表现为太阳表面的黑色条纹。 这些图像是“负片”，这意味着虽然喷流显示为黑暗，但它们在太阳表面上是明亮的闪光。 图片来源：ESA 和 NASA/太阳轨道飞行器/EUI 团队； 致谢：Lakshmi Pradeep Chitta，马克斯普朗克太阳系研究所，CC BY-SA 3.0 IGO

太阳表面的高分辨率成像

数据来自太阳轨道飞行器的极紫外成像仪（EUI）仪器。 EUI 于 2022 年 3 月 30 日拍摄的太阳南极图像揭示了一系列微弱、短暂的特征，这些特征与从太阳大气中喷射出的小等离子体射流有关。

德国马克斯·普朗克太阳系研究所的拉克希米·普拉迪普·奇塔 (Lakshmi Pradeep Chitta) 说道，他也是描述这项工作的论文的主要作者 。 特别是，这些图像是在 EUI 高分辨率成像仪的极紫外通道中拍摄的，该成像仪可观测波长为 17.4 纳米的百万度太阳等离子体。特别重要的是，分析表明这些特征是由太阳大气中的等离子体排出引起的。

磁结构和太阳风

几十年来，研究人员已经知道，太阳风的很大一部分与称为冕洞的磁性结构有关，冕洞是太阳磁场不会返回到太阳的区域。 相反，磁场延伸到太阳系深处。

等离子体可以沿着这些“开放”的磁力线流动，进入太阳系，产生太阳风。 但问题是：等离子体是如何发射的？传统的假设是，由于日冕很热，它会自然膨胀，并且一部分会沿着场线逸出。 但这些新结果研究了位于太阳南极的日冕洞，并且所揭示的单个喷流挑战了太阳风只能在稳定的连续流中产生的假设。

比利时皇家天文台的安德烈·朱可夫说：“这里的结果之一是，在很大程度上，这种流动实际上并不均匀，喷流的普遍存在表明，来自日冕洞的太阳风可能起源于高度间歇性的流出。” 是这项工作的合作者，领导了太阳轨道飞行器观测活动。

欧空局的太阳轨道飞行器任务将从最接近水星的轨道内面向太阳。 图片来源：ESA/ATG 媒体实验室喷流能量分析

与每个单独的射流相关的能量很小。 日冕现象的顶端是 X 级太阳耀斑，低端是所谓的纳米耀斑。 X耀斑的能量比纳米耀斑的能量多十亿倍。 太阳轨道飞行器发现的微小喷流的能量甚至比纳米耀斑的能量还要低，其能量比纳耀斑少大约一千倍，并且将大部分能量引导到等离子体的排出过程中。

新的观测结果表明它们无处不在，这表明它们正在排出我们在太阳风中看到的大部分物质。 而且可能还有更小、更频繁的活动提供更多。

比利时皇家天文台、EUI 仪器首席研究员戴维·伯格曼斯 (David Berghmans) 表示：“我认为，在圆盘上找到某些确实对太阳风有贡献的东西，这是迈出的重要一步。”

未来的观察和更广泛的影响

目前，太阳轨道飞行器仍在赤道附近绕太阳运行。 因此，在这些观测中，EUI 以掠射角越过南极。

“当从侧面观察这些微小喷流时，很难测量它们的一些特性，但几年后，我们将从比任何其他望远镜或天文台不同的角度观察它们，因此两者结合在一起应该会有很大帮助，”说 Daniel Müller，欧空局太阳轨道飞行器项目科学家。

这是因为随着任务的继续，航天器将逐渐将其轨道向极地地区倾斜。 与此同时，太阳上的活动将在太阳周期中进行，日冕洞将开始在许多不同的纬度出现，提供独特的新视角。

所有参与者都渴望看到他们能收集到什么新的见解，因为这项工作比我们自己的太阳系延伸得更远。

太阳是唯一一颗我们可以如此详细观察其大气层的恒星，但同样的过程很可能也发生在其他恒星上。 这将这些观察转化为对基本天体物理过程的发现。