科學家首次觀測到太陽微型扭轉磁波 揭開日冕超高溫之謎

記者林育如／編譯

科學家利用全球最強太陽望遠鏡，首次直接觀測到太陽大氣中微小尺度的磁力扭轉現象，這一發現或將解開長久以來困惑天文學家的謎題——為何太陽大氣層溫度隨高度升高，遠高於表面。

這項研究依據位於夏威夷的 丹尼爾．K．井上太陽望遠鏡（Daniel K. Inouye Solar Telescope） 的資料，證實了日冕中存在名為「扭轉阿爾芬波（torsional Alfvén waves）」的微型磁波。阿爾芬波早在1942年由瑞典諾貝爾物理學家漢尼斯．阿爾芬提出，是在帶電等離子體中傳播的磁力擾動。此前，科學家僅觀測到與太陽耀斑相關的大型阿爾芬波，而微小、持續存在的扭轉波則長期未被發現。

領導研究的英國北安布里亞大學理工物理數學教授理查．莫頓（Richard Morton）表示：「這項發現結束了自1940年代以來的漫長追尋。」長期以來，科學家推測這些微型波能將能量從太陽表面持續傳送至上層大氣，驅動太陽風並加熱日冕至數百萬度，遠高於太陽表面約5500攝氏度的溫度。

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莫頓指出，研究結果對理論模型提供了關鍵驗證，「我們終於可以將觀測結果與模型直接比對」。團隊在2023年10月望遠鏡調試期間，追蹤到加熱至160萬度的鐵原子，觀測到磁力環兩側微弱的紅移與藍移，正是扭轉阿爾芬波的標誌性訊號。

這些波如螺旋般扭動太陽磁力線，運送能量向上至日冕並釋放為熱量。科學家利用光譜技術觀測等離子體運動，藉由光的紅移與藍移捕捉這種細微扭轉，成功揭示了即便在最平靜的太陽區域，日冕仍充滿扭轉阿爾芬波。

莫頓強調，這一長期追尋的觀測不僅解答了太陽大氣加熱之謎，也為未來研究扭轉波如何傳播與釋放能量提供了新方向。相關研究成果已於10月24日刊登於《Nature Astronomy》。

資料來源：Space.com、ScienceDaily