2012年5月,《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters, Volume 750, Issue 1, article id. L25 (2012).)发表紫金山天文台季海生研究员与美国大熊湖天文台戈迪教授和曹文达副教授合作的最新研究成果:首次得到了太阳在1083纳米波段的最高分辨率图像,首次发现了尺度为100公里超精细的磁流管结构,这些超精细的磁流管无处不在,扎根于对流米粒之间。联合美国宇航局(NASA)发射的“太阳动力学卫星”的同时高温观测,这些磁流管被认证为高温物质和能量外流的超精细通道。
这是中美研究人员以美国大熊湖天文台新建成的国际最大口径(1.6米)的太阳光学望远镜作为观测平台, 利用中国科学院天文与光学技术研究所自行研制的1083纳米滤光器,首次在该波段对太阳进行了高分辨率成像观测。上述发现有望解决长期困扰天文界的“太阳日冕加热问题”。这一研究主要是在国家基金委重点项目“太阳磁活动的高分辨率观测研究” (NSFC10833007)资助下进行的。该成果以紫金山天文台为第一单位。
太阳的能流来自于其内部的热核反应,因而,从太阳中心一直往外,温度应该是一路降低。但是,太阳的外层大气具有反常的温度分布,太阳大气温度从光球之上的4600 K(温度极小区)缓慢上升到光球之上2000公里处的几万度色球温度,再从色球边缘往上陡升至百万度以上的日冕温度。究竟是什么原因造成了日冕反常增温一直是太阳物理学悬而未决的难题之一,这也就是所谓的“日冕加热问题”,该问题与暗物质、暗能量等问题一起被《科学》杂志列为天体物理中八大难题之一。国际上重大的太阳观测设备的研制无一不是以“日冕加热问题”作为主要的科学目标之一,譬如日本2006年发射的“日出卫星”,其设计专门针对“日冕加热问题”。“日冕加热问题”也是NASA于2010年发射的“太阳动力学卫星”的重要科学目标之一。
这一发现从根本上回答了加热日冕的能量来自光球的何处。其中可能的物理过程是:光球米粒不断的对流运动将磁场挤压到米粒之间,形成米粒间小尺度强磁场,米粒间小尺度强磁场中的活动产生了高温物质和能量的外流。
这一成果首次被国家基金委网站报道,参见 http://www.nsfc.gov.cn/Portal0/InfoModule_375/48855.htm
近日NASA为此进行了专门的新闻发布,参见:http://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/corona-loops.html