新華社北京8月6日電 望遠鏡捕捉到的高清晰度影像顯示,在太陽表面,高溫等離子體像漩渦一樣旋轉,就好像畫家梵高名作《星空》描繪的夜空。
【資料圖】
2023年11月17日,在挪威維肯郡的利勒斯特倫,觀眾觀看梵高光影藝術展。新華社發(fā)(陳雅琴攝)
據(jù)5日刊載于英國《自然》雜志的研究報告,天文學家用位于美國夏威夷毛伊島哈萊阿卡拉火山頂附近的太陽望遠鏡觀測到上述現(xiàn)象,拍下迄今清晰度最高的太陽表面靜態(tài)照片和延時攝影視頻。
在這些影像中,太陽大氣最低層光球層的高溫等離子體打著旋。以太陽尺度而言,這些渦旋微不足道,但對人類來說堪稱巨大:最小直徑19公里,最大直徑約170公里。
研究人員說,太陽表面出現(xiàn)的這種渦旋并非隨機形態(tài),而是首次在一顆恒星表面觀測到的開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性現(xiàn)象。
這種現(xiàn)象發(fā)生于具有不同速度流體的界面之間。這里“會變得不穩(wěn)定,進而形成類波紋狀渦旋”,美國國家太陽觀測臺科學家、研究報告第一作者之一弗里德里希·沃格說,“這些渦旋會不斷向外擴大直至最終碎裂,與大風天氣下湖面或海面上翻涌的波浪并無二致?!?/p>
沃格說,這種現(xiàn)象在地球上體現(xiàn)為較為罕見的漩渦云,曾在木星和土星這樣較大的氣態(tài)巨行星上觀測到。不同于地球上的波浪或云團,在太陽表面交互作用的流體是炙熱的等離子體,溫度超過5500攝氏度?!八鼈冊诖艌鲋羞\動,而磁場恰好為這種不穩(wěn)定性的形成創(chuàng)造了條件?!?/p>
觀測到開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性現(xiàn)象,有助于研究人員了解影響太陽等恒星動力學的潛在物理機制,包括太陽風暴。沃格稱這項發(fā)現(xiàn)為“顛覆性突破”,將為理解太陽大氣層如何集聚能量打開新思路。
太陽等恒星極為活躍,其磁場多發(fā)快速爆發(fā)性活動。美國國家太陽觀測臺天文學家、研究報告另一名第一作者戴維·庫里德澤說,發(fā)現(xiàn)太陽上存在開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性現(xiàn)象,有助探索這些快速爆發(fā)性活動的觸發(fā)機制,這是現(xiàn)代太陽物理學的核心前沿課題之一。
他說,由這種現(xiàn)象產生的持續(xù)扭轉運動能夠積累能量,最終觸發(fā)太陽風暴中兩種典型的爆發(fā)活動:日冕物質拋射和太陽耀斑。
除了科學原理,研究人員感慨于藝術家早就在作品中展現(xiàn)了這種流體動力學現(xiàn)象,“著名的例子就是梵高的《星空》”。(袁原)
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