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科学家捕获太阳黑子前兆

发布时间:2011年08月24日 15:48 | 进入复兴论坛 | 来源:人民网


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  可在出现前一到两天探测到其浮现信号

  本报讯(记者朱广清)8月19日出版的《科学》杂志,刊登了美国斯坦福大学资深研究员赵俊伟及其科研团队的论文,首次提出:大型太阳黑子在浮现之前一两天,先在太阳约6万千米深部形成磁场,然后磁性构造以每秒钟0.3~0.6千米的速度从太阳内部升至表面,并最终形成太阳黑子,科学家因此能先于太阳黑子形成一到两天探测到其浮现的信号。

  近日,赵俊伟接受了《科学时报》的采访,更为详细地阐述了这一进展。

  “研究太阳黑子到达太阳表面之前的标志,是一个重要课题。”赵俊伟说,太阳黑子是太阳耀斑与太阳风暴爆发之源。关于太阳黑子的形成,太阳物理学家广泛认为是由太阳内部磁场在光球层浮现之后形成的低温强磁场区。几十年来,研究人员一直试图预报太阳黑子的出现,或探测黑子出现之前从太阳内部上浮至其表面的过程,从而更好地服务于空间天气预测。然而,这些努力一直没有成功。

  “我们采用日震学方法探测太阳黑子对日震波传播速度造成的影响,这就像利用地震波探测地球内部哪里会有石油储备一样。最终,我们探测到大约一两天的时间里,磁场活动区的磁浮现速度会达到极大――在太阳6万千米深度的磁场,对声波可造成高达十余秒的加速。这种信号就是黑子到达太阳表面之前的标志。”

  这项研究对空间天气预报具有实际意义,同时有助于更好地理解太阳内部磁场的产生和黑子浮现。

  赵俊伟还强调,太阳发生爆发时,太阳风暴需要几分钟到两天的时间抵达地球。然而,并非所有太阳黑子都会爆发。他说,“我们所作的研究可提前两天告知太阳黑子将出现,但并不能说明这个黑子在什么时间会爆发”。

  赵俊伟介绍了他们赖以观测的两座空间卫星天文台。一座是太阳与日球天文台(SOHO),是欧空局(ESA)与美国航空航天局(NASA)的一颗合作空间卫星,于1995年12月发射升空。但目前大部分仪器已经关闭,包括迈克耳逊多普勒成像仪(MDI)――这是搭载在太阳与日球天文台上的一架观测仪器,主要搜集太阳日面的多普勒速度场的观测结果。1995年之前由斯坦福大学太阳物理研究团队即赵俊伟现在所在科研团队设计制造。由于这种仪器可连续进行太阳观测,因而备受太阳物理学家的关注。

  现在,迈克耳逊多普勒成像仪已被另外一架新型仪器HMI所替代,搭载在太阳动力天文台(SDO)上。这架仪器同样由赵俊伟的研究团队设计制造。太阳动力天文台于2010年2月发射升空。

  这次刊登在《科学》杂志上的论文,第一作者是赵俊伟的一名博士生,已跟随他工作4年;另一位作者是其合作者。赵俊伟说,斯坦福大学的这支研究团队与中国科学院国家天文台有着密切的合作关系,合作伙伴是研究员张洪起和邓元勇。同时,该项研究今年还获得了中国自然科学基金委员会海外合作基金的资助。