2023年关于太阳的10项炙热发现

剧烈二零九八 2024-03-16 07:43:48

从异常活跃的太阳周期到发现古代超级耀斑和太阳极光的证据,以下是今年关于太阳最令人兴奋的发现。

除了是太阳系中最大、最强大的物体外,太阳也是我们宇宙邻居中最神秘的实体之一,这使得研究人员很难确切地确定它是如何工作的。我们不断地了解我们的主星,2023年也不例外。从了解更多关于即将到来的太阳极大期的信息,到发现古老的超级耀斑和神秘的心跳信号,以下是我们今年了解到的关于太阳的十大事情。

太阳活动极大期即将来临

在太阳活动极大期(左),太阳比太阳活动极小期(右)混乱得多。

今年关于太阳的主要新闻是,我们正在快速接近太阳活动极大期,而且它将比我们最初想象的更具爆炸性。

当当前的太阳活动周期于2019年开始时,太空气象科学家的预测表明,太阳活动最大值将在2025年以后的某个时候到来,与过去的太阳活动周期相比,它相对较弱。然而,今年年初的许多警告信号,包括太阳黑子数量的增加、强大的x级太阳耀斑和地球高层大气的变化,都暗示太阳周期没有像预期的那样发展。

太阳活动高峰可能在2024年到来,比最初预测的要活跃得多。10月,太空气象科学家发布了当前太阳活动周期的最新预测。

当太阳活动极大期到来时,我们可以预期会受到更多太阳风暴的轰炸,这将导致频繁的极光现象、无线电中断、潜在的卫星问题以及一些动物的迁徙模式中断。

太阳比我们想象的要小

太阳可能没有我们想象的那么大。

11月发表的一项研究显示,太阳大气层的外缘,即日冕,并没有我们之前想象的那么远。

直到最近,测量日冕的最好方法是在日食期间观察它,当它在月球周围变得清晰可见时。但新技术使科学家们能够测量穿过日冕的振荡或波。这些波的传播距离没有预期的那么远。

新发现和之前的估计之间的差异相对较小:太阳可能比我们想象的小0.03%到0.07%。然而,科学家们表示,这可能会对我们研究恒星的方式产生重大影响。

太阳也有极光

研究人员发现,太阳黑子上方可以产生类似极光的现象。

在太阳系内,极光以前被认为只发生在一些行星和卫星上。但去年11月的一项研究显示,太阳也有极光(尽管它们与我们在地球上看到的略有不同)。

天文学家将射电望远镜对准太阳黑子上方的暗斑后,发现了射电暴。无线电波的频率与地球上极光发出的波长非常相似,这强烈表明太阳上也发生了类似的过程。

在地球上,当太阳风暴和太阳风撞击我们的星球并暂时削弱我们的磁屏蔽时,极光就诞生了。磁屏蔽允许来自太阳的辐射激发高层大气中的气体分子。然而,研究人员认为,太阳极光是由电子沿着太阳磁场线加速到令人难以置信的高速度而产生的。

有史以来最大的太阳风暴

古树年轮显示,1.4万年前,一场超强的太阳耀斑袭击了我们的星球。

今年10月,研究人员透露,一场被称为“三宅事件”的超强太阳风暴在大约1.4万年前撞击了地球。专家说,这可能是迄今为止撞击地球的最强大的太阳爆发。

研究人员在法国阿尔卑斯山最近出土的树木年轮化石中发现了这一灾难性事件的证据。保存下来的植物在同一年轮中都有超出表的辐射水平,这表明它们都在同一时间吸收了辐射——只有强大的三宅事件才能解释研究小组发现的辐射水平。

研究人员写道:“今天类似的太阳风暴对我们现代科技社会来说将是灾难性的。”

远古的“超级耀斑”可能激发了地球上的生命

研究人员称,远古的“超级耀斑”可能激发了地球上的生命。

延续了古代太阳风暴的趋势,五月份的一项研究表明,早期极度活跃的太阳的“超级耀斑”可能在数十亿年前为地球上的生命提供了所需的能量。

研究人员在实验室里重现了地球早期的大气,并向原始气体发射带电粒子,就像在太阳风中发现的那样,发现这产生了氨基酸和羧酸——蛋白质和所有有机生命的基石。

类似的重现闪电的实验也在实验室中产生了这些化合物。但研究小组认为,雷击无法提供超级耀斑那么大的能量,这使得它们不太适合在地球上启动生命。

然而,在得出任何具体结论之前,还需要做更多的工作。

“幽灵粒子”可能揭示隐藏的暗物质

太阳释放出的中微子可能会引导我们找到一个隐藏的暗物质宝库。

8月份发表的一篇预印本论文认为,太阳可能在其炽热的内核中隐藏着暗物质粒子,而太阳喷出的中微子或“幽灵粒子”可能是找到它们的关键。

暗物质是一种难以捉摸的物质,它的身份对科学家来说仍然是一个谜。暗物质很少与常规物质或光相互作用,但当它与之相互作用时,理论上它会发射中微子,中微子几乎没有质量,也没有电荷。

研究人员假设太阳的核心可能有高浓度的暗物质,如果是这样的话,他们预测它偶尔会比正常情况下释放出更多的中微子。然而,到目前为止,这些额外的中微子还没有被探测到。

太阳活动周期中的古代异常现象

来自朝鲜的古代文献表明,太阳的活动周期过去要短得多。

目前,太阳完成一个太阳活动周期大约需要11年,在此期间,太阳活动从极小期过渡到极大期,然后再转回来。但6月份发表的一篇预印本论文表明,过去的周期可能要短得多。

研究人员研究了在韩国出土的古代文献,其中详细记录了蒙德极小期(1645年至1715年间太阳活动减少的时期)的极光现象。他们发现,在这段时间里,太阳活动周期可能只持续了8年。

然而,科学家们还不能正确地解释为什么太阳活动周期在这一时期缩短。

神秘的“心跳”谜题解决了

科学家们终于弄清了太阳耀斑发出的神秘心跳信号的原因。

十多年来,科学家们一直在思考太阳耀斑期间发出的电磁辐射流中神秘的心跳模式的起源。

辐射流,被称为太阳射电暴,通常不间断地从太阳流出。但有时,流中存在波动或间隙,称为准周期脉动,在图表上看起来类似于人类心脏的心电图(ECG或EKG)。

今年早些时候,科学家们研究了2017年太阳耀斑期间产生的一些神秘模式。他们发现,这些图案是由在太阳表面等离子体环上运行的不可见电流场的波动造成的。

太阳上有流星

以前未知的等离子体团正在穿过太阳的日冕落下。

7月,科学家宣布在日冕中发现了一个新特征——流星。

这些“恒星”是穿过太阳上层大气的等离子体团块,就像落在地球上的流星一样,因为它们比周围的等离子体更冷,因此密度更大。

这些密集的等离子体球直径可达435英里(700公里),似乎沿着太阳表面产生的磁力线下落。科学家称这种现象为日冕雨。

迷你太阳风“喷流”被发现

太阳风不断地从太阳流出。

今年8月,科学家们离最终揭开太阳粒子大量流出的起源又近了一步,这些粒子被称为太阳风,是从太阳的日冕中喷射出来的。

欧洲航天局的太阳轨道飞行器发现了微小的等离子射流,称为皮喷流,从太阳上被称为日冕洞的小黑点发射出来。这种微型喷气机比其他的太阳能喷气机要小,但仍然有冲击力,研究人员认为它们提供了触发太阳风阵风所需的能量。

皮喷流也可以解释为什么外日冕比科学家预期的要热。

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剧烈二零九八

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