微型能量喷流可以为猛烈的太阳风提供动力

一方面，太阳提供生命所需的热量和光。另一方面，它不断喷出可能有害的带电粒子流。这些粒子形成太阳风，其威力不亚于我们恒星的其他产物。如果没有地球磁场来保护我们的星球表面，我们将不断面临电离辐射的轰击。

但天文学家从未完全确定这些粒子来自何处，或它们如何进入行星际空间。现在，他们找到了一个有希望的线索。利用欧空局的太阳轨道器航天器，研究人员发现了微型喷流，这些喷流似乎将粒子通过太阳日冕上的孔洞引导到远离恒星的地方。一组天文学家在周四发表在《科学》杂志上的一篇论文中提出，这些喷流可能会结合起来吹出太阳风。

日冕是恒星的最外层，是一层波动的等离子体。它几乎总是隐藏在可见光中，尽管它比下面的层要热数千倍。我们可能只有在日食期间才能看到这层外层，那时月亮遮住了太阳的其余部分。

但日冕并非一个均匀的层。用紫外线拍摄太阳照片，可以看到移动的暗色区域：日冕等离子体温度较低且密度较低的区域。天文学家将这些区域称为冕洞。

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日冕洞似乎还重塑了太阳强大且不断变化着的磁场。在这些区域，引导太阳磁场的线似乎向外延伸。“通常情况下，磁场会绕回太阳表面，但在这些开放区域，磁力线会延伸到行星际空间，”德国哥廷根马克斯普朗克太阳系研究所的天文学家、该论文的作者之一拉克希米普拉迪普奇塔 (Lakshmi Pradeep Chitta) 说。

正是在日冕洞内，太阳的磁场线会相互打结。当这种情况发生时，磁场会重新排列并重新连接，产生剧烈的电涌。这些能量爆发会从太阳深层吸走物质，并将它们抛向喷流中，喷流的宽度可达一千多英里。天文学家长期以来一直怀疑这些喷流为太阳风提供了燃料，但不知道这些喷流是否能提供足够的粒子来填充我们观察到的太阳风。

自 20 世纪 90 年代以来，观测太阳的航天器（如 Yohkoh 和 SOHO）就能够观测到喷流。但天文学家表示，没有哪台航天器具备 2020 年发射的太阳轨道飞行器的观测能力。太阳轨道飞行器在最接近太阳时，距离太阳比水星更近。

美国海军研究实验室天文学家王一鸣 (Yi-Ming Wang) 表示：“太阳轨道器的优势在于它靠近太阳，因此可以探测到更小、更暗的喷流。”他并非该论文的作者。

2022 年 3 月，奇塔和他的同事将太阳轨道器的一台紫外线相机对准了位于太阳南极附近的日冕洞。当他们这样做时，他们瞥见了一种人类从未见过的微型喷流。这些微型喷流中的每一个都携带着大约一万亿分之一的全尺寸版本的能量。作者将这些称为“皮耀斑喷流”，并引用了国际单位制前缀。

这些听起来很可爱的涌动不会持续太久。每个短暂的皮耀斑喷流持续约一分钟。但这仍然是太阳——一个拥有巨大能量的地方。单个太阳皮耀斑喷流可能产生的能量足以为一座小城市供电一年。

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作者只搜寻了太阳的一小部分，但他们在所看到的每一个角落都看到了皮耀斑喷流。它们很可能覆盖了太阳的大部分表面。无数的微型喷流可能结合成一个大规模的过程，将带电粒子从恒星转移到行星上。

“我们认为，这些微小的皮耀斑喷流实际上可能是维持太阳风的主要质量和能量来源，”奇塔说。

在过去的几年里，许多天文学家认为太阳风是一种稳定的气流，以恒定的速率从太阳流出。但是，如果汹涌的皮耀斑喷流驱动太阳风，那么这种现象实际上可能是不规则的、不均匀的，并且不断变化。皮耀斑喷流可能不是太阳风的唯一来源，但如果奇塔和同事是正确的，它们至少是一个重要的贡献者。

幸运的是，几年后，科学家将拥有大量其他工具来观察太阳。除了太阳轨道器和未来的太阳观测航天器（如日本主导的 SOLAR-C）外，他们还将拥有更强大的太阳磁图，这些仪器使他们能够从南加州和毛伊岛等地直接测量太阳磁场，能够从地球上追踪驱动太阳喷流的磁波动。