事实如此浪漫

发现太阳令人费解的热量的人正在被遗忘

日冕动图
罗宾·戴维的插图

W当你观察日食时——当然要非常小心——你看到的是一弯细细的红新月勾勒出被遮挡的太阳的轮廓,延伸到太阳之外,是一根赤裸裸的白色鬃毛。这是日冕,一个由数百万英里厚的过热等离子体构成的光环。

人们很自然地认为日冕比太阳炽热的表面要冷。但事实上,随着它向外延伸,温度会越来越高。太阳表面的温度大约是10,000华氏度。日冕可以达到540万华氏度。美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家詹姆斯·a·克里姆丘克说,这种现象被称为“日冕加热问题”,“仍然是太空科学中尚未解决的重大问题之一”。

科学家们仍然不太明白为什么日冕如此温暖。但至少他们接受了这一点热的。在科学史上的很长一段时间里,情况并非如此。只有一个鲜为人知的瑞典人,受过训练的电气工程师汉内斯·阿尔弗雷德,才能让世界相信日冕的炎热。

大约在20世纪40年代早期,没有日冕加热问题。这是因为科学家们确信日冕的温度比太阳表面的温度低,或者说不是很高。瑞典天文学家本特·埃德伦(Bengt Edlén)在1943年的一项估计是45万华氏度。如果你在过去50年的评论和教科书中查找日冕异常高温的发现,即使美国宇航局的网站你通常只会看到Edlén的名字。

Alfvén的“非凡的物理直觉”,关于一种波是如何通过任何电离气体的,“几年来,被高高在上地驳回了。”

但在埃德伦做出估计的两年前,阿尔文在一家不知名的瑞典期刊上发表了一篇关于这个话题的论文。他认为,太阳磁场与带电粒子相互作用,在日冕令人困惑的热量中起着至关重要的作用,克服了假设的热力学极限,即热量不能从冷体传输到热体。虽然他的同时代人不敢得出这样的结论,阿尔文却大胆地宣称日冕“被加热到极高的温度”

一年后,Alfvén显示了一种与等离子体有关的特殊波的存在,开创了等离子体天体物理学领域。这些波浪后来被称为Alfvén波浪。1970年,Alfvén的发现为他赢得了诺贝尔奖(他与一位固体物理学家分享了这一奖项)科学标题是“瑞典反偶像者在多年的拒绝和默默无闻后得到认可”。这篇文章的作者是太阳物理学家亚历克斯·德斯勒(Alex Dessler),他写道,Alfvén关于一种形式的波如何能穿过任何电离气体的“非凡的物理直觉”,“多年来一直被屈就地不予理会”。后来,Alfvén假设是这些波造成了日冕的巨大热量。Alfvén推断,在太阳磁场扰动的激发下,这些波向上传播,携带了1%的太阳辐射能量。

当发现成为常识时,“通常第一个改变范式的人会被遗忘,”写的太阳物理学家Hardi Peter和Bhola N. Dwivedi天文学和空间科学的前沿在2014年,。“其中一个例子就是发现太阳日冕的温度高达100万度。”70年后,他们继续研究,科学家们仍在研究这些波对它的加热程度,“这是Alfvén自己首次明确提出的。”

事实上,在2015年研究发表在《天体物理学杂志》上,一组研究人员写道,一对卫星望远镜的观测为阿尔文的想法提供了“直接证据”,将日冕阿尔文波加热的证据“缩小到前所未有的水平”。

阿尔文于1995年去世,但也许他的波浪引起日冕炽热的证据将有助于打破传统的人避免默默无闻。


Virat Markandeya是一名自由撰稿人,总部位于德里。在推特上关注他@维拉特马坎迪亚.


7条评论-加入讨论