太陽日冕比之前想像的更有結構，更有活力

太陽日冕比之前想像的更有結構，更有活力

西南研究所領導的一個研究小組在太陽的外層大氣(日冕)中發現了從未被發現的細顆粒結構。研究小組利用複雜的軟體技術和NASA的太陽與地球關係觀測衛星a (STEREO-A)上的cor2照相機的長時間曝光，對這一關鍵區域進行了詳細的成像。

太陽的外日冕是太陽風的來源，太陽風是一種從太陽向四面八方流動的帶電粒子流。在地球附近測量，嵌入在太陽風中的磁場是錯綜複雜的。

「之前的圖像顯示外層日冕是一個光滑的結構，但在太空深處，太陽風是湍流和陣風，」世界資源研究所的克雷格·德弗里斯特博士說。利用新技術來提高圖像的保真度，我們意識到電暈不是平滑的，而是結構化的和動態的。我們所理解的每一種結構都是由更小的結構組成的，並且比我們想像的更有活力。

為了了解日冕，DeForest和他的同事們首先對STEREO-A的日冕圖像進行了擴展曝光。日冕圖像是用一種特殊的望遠鏡拍攝的，這種望遠鏡可以阻擋來自明亮的太陽盤的光線。日冕儀非常敏感，可以對日冕進行詳細的成像，但實際上，它的測量受到來自空間環境和儀器本身的雜訊的污染。該團隊的關鍵創新是識別和分離噪音，提高信噪比，並在前所未有的細節中揭示出外冕。

「我們無法對儀器本身進行修補，所以我們採用了一種軟體方法，通過改善數據的信噪比，擠出儘可能高質量的數據，」DeForest說。「我們開發了新的過濾演算法，設計並測試了它，以從雜訊測量中描繪出真實的日冕。」

演算法過濾光線並調整亮度。但最具挑戰性的障礙是固有的:由於太陽風的運動而變得模糊。DeForest說:「這項技術不僅在空間上，在時間上，而且在一個移動的坐標系統中，調整了圖像。」「這使得我們不僅可以通過風速來修正運動模糊，還可以通過特徵在風中變化的速度來修正。」

伴隨著前所未有的日冕觀測結果，研究小組取得了一些突破性的發現。例如，冠狀流線——可以噴發成日冕物質拋射的磁環，將太陽能物質送入太空——其結構比之前想像的要複雜得多。

「我們發現，沒有一種東西是單一的，」DeForest說。「流線本身是由無數的細線組成的，這些細線加在一起，就能產生一種更明亮的特徵。」

然後是理論上的阿爾芬表面——一個被提議的表面，或者像薄板一樣的層，在那裡逐漸加速的太陽風達到臨界速度。但這並不是DeForest的團隊所觀察到的。

「我們發現並沒有一個乾淨的阿爾芬表面，」DeForest說。「有一個廣闊的『無人地帶』或『阿爾芬區』，太陽風逐漸與太陽脫離，而不是一個單一的清晰邊界。」

對冠狀結構的仔細觀察也提出了新的問題。用於估計太陽風速度的技術顯示，在大約10個太陽半徑的距離內，風突然改變了它的性質，這是在日冕本身的傳統邊界內。

「那裡正在發生一些有趣的物理現象，」DeForest說。「我們還不知道它是什麼，但我們知道它會很有趣。」

這些首次觀測將為美國宇航局即將發射的帕克太陽探測器提供關鍵的洞見，這是美國宇航局首次從外部太陽冕中收集測量數據的任務。

由戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)管理的美國國家航空和宇宙航行局(NASA)通過一項有針對性的研究和技術撥款資助了這一立體聲任務，並支持了這項研究。corr -2儀器是由海軍研究實驗室作為立體聲任務的一部分建造和操作的。

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