科學家首次觀察到太陽表面磁場機制阻止太陽爆發事件

近日科學家們拍攝到一段壯觀的太陽視頻，一開始他們認為這是一次普通的太陽爆發事件，但隨後的發展證明這種看法並不正確。這段錄像的拍攝和分析，將有助於科學家們加深對於太陽磁場性質的研究。

磁場結構破壞了支撐暗條的磁感線並使其與周圍太陽表面的磁感線相連接。因此在一瞬間，支撐暗條升起的磁場能量便被剝奪了。科學家們在此之前就懷疑這種機制是很有可能存在的，但他們一直沒有實際觀察到它的出現，直到現在

崩塌的日面暗條

在2014年9月30日，美國宇航局的觀測設備記錄到一次似乎是太陽爆發的事件，但在那之後不久，一條供狀暗條從太陽表面升起，隨後崩塌，被眼睛看不到的磁場撕成了碎片。

對於這一過程的分析結果顯示，這是由於太陽暗條與一個複雜的磁場結構相互碰撞的結果。就像「兩座圓頂小屋相互擠壓碰撞」，最後造成了太陽暗條的碎裂以及太陽物質的噴發。

太陽暗條是一種蛇形或拱形的結構，由稠密的太陽物質構成，其出現常常與太陽爆發事件有關聯。

有關這一事件的相關分析論文已經於近日在《天體物理學》雜誌刊載。洛克希德·馬丁公司的太陽物理學家喬治亞斯·秦佐格洛（Georgios Chintzoglou）是相關研究論文的第一作者，他同時還在加州的天體物理學實驗室以及大氣研究大學聯盟機構中擔任職務。他說：「我們這項研究中的每個部分都非常重要。其中牽涉到的觀測設備，如果拿掉隨便哪個，你就無法看清事件的全貌。在太陽物理學中，你需要對不同溫度層面進行很好的覆蓋。而如果你能實現全覆蓋，那麼你就能講述一個精彩的故事。」

加在一起，這些設備對太陽不同波段進行了協同觀測，從而可以揭示太陽的表面以及低層大氣，這讓科學家們能夠在一次太陽爆發產生的時候，可以從其出現到消失進行持續的追蹤觀察，並分析其最終消失的原因。

美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的天體物理學家，「撐桿跳」2.0探空火箭項目的首席科學家安吉洛斯·沃里達斯（Angelos Vourlidas）表示：「我們預期會觀察到一次太陽爆發事件，這是那天在太陽表面上最活躍的一片區域。」他說：「我們在IRIS的數據中觀察到這個暗條向上升起來，但我們在SDO或者日冕儀的數據中卻沒有看到它出現爆發，這是我們一般認為的暗條消失的方式。」

在科學家們預期將出現一次太陽爆發事件時，他們的設備卻觀測到暗條並未爆發，而是直接崩塌了。

太陽衛星記錄到的一次太陽爆發事件。之前的大部分研究都著眼於太陽表面的磁場拓撲結構如何促進太陽物質爆發的發生，而這一案例告訴我們，或許也該考慮這一機制在阻止太陽爆發方面的作用

背後的磁場機制

在對這一過程進行分析之後，科學家們相信這一暗條應該是遭遇到某種看不到的磁場邊界，後者阻止了這一不穩定結構出現爆發。

太陽物理學家們藉助太陽磁場相關知識嘗試理解這一過程，這很像地質學家們通過地球表面的高程地圖對地球開展研究。

由於類似這一案例中這樣的能量快速釋放過程更多會出現在太陽表面磁感線發生嚴重扭曲的區域，喬治亞斯·秦佐格洛與同事們創立了一種模型，用於自動識別太陽表面的此類區域。

哈佛大學-史密松天體物理學中心的天體物理學家安多尼亞·薩切瓦（Antonia Savcheva）指出：「通過追蹤數以百萬計的磁感線數據，觀察它們相互之間如何連接與分離，我們利用計算機構建出太陽表面磁場環境的模型。」他說：「對磁感線分離情況的調查讓我們可以測量太陽表面的拓撲結構。」

分析結果揭示了拓撲結構如何塑造了太陽表面結構的演化過程，以及在那特定的一天內，太陽表面上究竟發生了什麼。

當具有相反極性的太陽結構相互碰撞時，它們會爆發性地釋放磁場能量，從而導致太陽大氣層加熱，產生耀斑以及太陽日冕物質拋射（CME）等現象。

在2014年的這次接近噴發的事件中，太陽暗條從下方沖向一個複雜的太陽磁場結構，這導致暗條解體，物質噴發並未出現。

秦佐格洛表示：「磁場結構破壞了支撐暗條的磁感線並使其與周圍太陽表面的磁感線相連接。因此在一瞬間，支撐暗條升起的磁場能量便被剝奪了。」

科學家們在此之前就懷疑這種機制是很有可能存在的，但他們一直沒有實際觀察到它的出現，直到現在。這是科學家們首次直接目睹太陽表面的磁場機制如何能夠有效地阻止一次太陽爆發事件，那就是剝奪支撐暗條的能量，使其變得衰微並最終崩潰。

沃里達斯表示：「如果沒有美國宇航局為我們的探空火箭發射所提供的全方位太陽觀測設施支持，這項研究將是不可能進行的。」

這項研究揭示了太陽磁場拓撲結構在太陽爆發活動中所起的巨大作用，而太陽爆發活動對於地球同樣也存在著顯著影響，因為太陽活動構成了地球附近空間天氣狀況的基礎。科學家們指出：「之前的大部分研究都著眼於太陽表面的磁場拓撲結構如何促進太陽物質爆發的發生，而這一案例告訴我們，或許也該考慮這一機制在阻止太陽爆發方面的作用。」（晨風）

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