重磅：在太陽大氣中發現奇異物質！

在太陽大氣中發現奇異物質，來自愛爾蘭和法國的科學家2019年5月24日宣布了一項關於物質在太陽大氣極端條件下行為的重大新發現。科學家們在美國宇航局航天器上使用大型射電望遠鏡和紫外線照相機，以更好地理解這種奇特但人們知之甚少的「第四種物質狀態」。這種物質被稱為等離子體，它可能是開發地球上安全、清潔和高效核能發電機的關鍵，其研究結果發表在《自然通訊》上。

我們在日常生活中遇到的大多數物質都是以固體、液體或氣體的形式存在，但宇宙的大部分物質是由等離子體組成：一種高度不穩定且帶電的液體，太陽也是由這種等離子體構成。儘管等離子體是宇宙中最常見的物質形式，但它仍然是一個謎，主要是因為它在地球自然條件下的稀缺性，這使得它很難研究。地球上的特殊實驗室為此目的重建了太空極端條件，但太陽代表了一個純天然的實驗室，研究等離子體在極端條件下的行為。

而這種極端條件對於人工建造的地球實驗室來說往往過於極端。都柏林三一學院(Trinity College Dublin)和都柏林高等研究院(Dublin Institute of Advanced Studies, DIAS)的博士後研究員約恩·卡利(Eoin Carley)博士領導了這項國際合作。太陽大氣層是極端活動的溫床，等離子體溫度超過100萬攝氏度，粒子的運動速度接近光速。光速粒子在射電波長下發出明亮的光，所以我們能夠用大型射電望遠鏡精確地監測等離子體的行為。

研究人員與巴黎天文台的科學家密切合作，用位於法國中部南卡的大型射電望遠鏡觀測太陽。將射電觀測與美國宇航局太空太陽動力學觀測飛船上的紫外攝像機結合起來，證明太陽上的等離子體經常可以發射射電光，就像燈塔一樣發出脈衝。對這種活動已經了解幾十年了，但是對太空和地面設備的使用使我們第一次能夠成像射電脈衝，並確切地看到等離子體在太陽大氣中是如何變得不穩定的。

研究太陽上等離子體的行為，可以比較它們在地球上的行為。目前，在地球上建造磁約束聚變反應堆的努力正在進行。這些核能發電機比我們今天使用的裂變反應堆更安全、更清潔、更高效。DIAS教授兼該項目的合作者Peter Gallagher說：核聚變是一種不同類型的核能發電，它將等離子體原子融合在一起，而不是像裂變那樣將它們分裂。核聚變更穩定、更安全，而且不需要高放射性燃料；事實上，聚變產生的大部分廢料是惰性氦。唯一的問題是核聚變等離子體非常不穩定，一旦等離子體開始產生能量，一些自然過程就會停止反應。

雖然這種關閉行為就像一個固有的安全開關（聚變反應堆不會形成失控的反應）這也意味著等離子體很難維持在穩定的狀態來發電。通過研究等離子體如何在太陽上變得不穩定，可以了解如何在地球上控制它們。三一學院、迪亞斯學院和法國合作者之間的密切聯繫使這項研究的成功成為可能。巴黎該項目的主要合作者尼科爾·維爾默博士說：巴黎天文台對太陽進行無線電觀測的歷史可以追溯到20世紀50年代。通過與歐洲其他射電天文學小組的合作，能夠取得突破性的發現，比如這個：

並延續我們在法國太陽射電天文學上的成功。它還進一步加強了法國和愛爾蘭之間的科學合作，研究人員希望這種合作在未來繼續下去。Carley博士以前在巴黎天文台工作，由愛爾蘭研究委員會和歐洲委員會頒發的獎學金資助。今天，他繼續與他的法國同事密切合作，並希望不久就能利用法國的儀器和愛爾蘭新建的最先進設備來研究同樣的現象。比如愛爾蘭低頻陣列(I-LOFAR)可以比以前更詳細地揭示太陽上新的等離子體物理學，教會我們物質如何在太陽、地球和整個宇宙的等離子體中的表現。

博科園｜研究/來自：都柏林三一學院

參考期刊《自然通訊》

DOI: 10.1038/s41467-019-10204-1

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