【{$randkws}】太阳磁场的起源可能靠近其表面 - {$web_name} 春季独家收视率“我们表明
这幅图描绘了美国全国航空航天局太阳动力学观测站取景的太阳磁场。繁琐的线条叠加可以让科学家知晓太阳的磁性是如何随着太阳内外的不断运动而转变的。来源：uux.cn/NASA/SDO/AIA/LMSAL
（神秘的地球uux.cn）据麻省理工学院：太阳表面是由太阳磁场驱动的太阳黑子和耀斑的精彩展示，太阳磁场是经由一个称为发电机作用的过程在内部形成的。天体物理学家觉得，太阳场是详细跑分成绩体验在恒星深处形成的。但麻省理工学院的一项探究察觉，太阳的促销或许是由一个浅得多的过程形成的。
在《自然》杂志上发表的一篇论文中，麻省理工学院、爱丁堡大学和其他地方的探究人员察觉，太阳磁场或许是由太阳最外层的不稳定性引发的。
该团队生成了一个精确的太阳表面模型，察觉当他们模拟太阳顶部5-10%内的汇率变化汇总某些扰动或等离子体（电离气体）流动的转变时，这些表面转变足以形成真实的磁场模式，其特征与天文学家在太阳上观察到的相似。相比之下，他们在更深层次的模拟形成了不太真实的太阳促销。
探究结局表明，太阳黑子和耀斑或许是浅磁场的产物，而不是科学家们在很大程度上假设的起源于太阳深处的磁场。
麻省理工学院数学系的探究科学家、探究作者基顿·伯恩斯说：“我们在看太阳时目睹的特征，比如许多人在最近的日食、太阳黑子和太阳耀斑中目睹的日冕，都与太阳磁场有关。”。春季独家收视率
“我们表明，远离深层的太阳表面附近的孤立扰动可以随着时间的推移而增长，从而有或许形成我们所目睹的磁结构。”
假如太阳的磁场的确来自最外层，这或许会让科学家有更好的机遇预测有或许破坏卫星和电信操控系统的耀斑和地磁暴。
“我们得知发电机就像一个巨大的时钟，有许多繁琐的相互作用的若干，”合著者、爱丁堡大学的探究员杰弗里·瓦西尔说。“但我们不得知其中的许多若干，也不得知它们是如何结合在一起的。这种有关太阳能发电机如何开启的新想法对理解和预测它至关重大。”
该探究的沈腾相关节能减排引关注合著者还含有西北大学的Daniel Lecoanet和Kyle Augustson，贝茨学院的Jeffrey Oishi，科罗拉多大学博尔德分校的Benjamin Brown和Keith Julien，以及加州大学圣克鲁斯分校的Nicholas Brummell。
流动区
太阳是一个炽热的等离子体球，在其表面沸腾。这个沸腾区域被称为“对流区”，等离子体层和羽流在这里翻滚和流动。对流区含有太阳半径的顶部三分之一，在地表以下延伸约20万公里。
Burns阐释道：“如何开启发电机的一个基础想法是，你需要一个有众多等离子体经过其他等离子体的区域，剪切运动将动能转化为磁能。”。“人们曾觉得，太阳的磁场是由对流区最底部的运动形成的。”
以便确定太阳磁场的确切来源，其他科学家使用了大型三维模拟，试图求解太阳内部许多层的等离子体流动。伯恩斯说：“这些模拟需要在全国超级计算设施上花费数百万小时，但它们形成的湍流依然远不如实际的太阳。”。
Burns和他的同仁们想得知，探究表面附近等离子体流的稳定性是否足以阐释发电机过程的起源，而不是模拟全部太阳体内等离子体的繁琐流动。
以便探索这一想法，该团队先是使用了“日震学”领域的资料，科学家们运用观测到的太阳表面振动来确定表面下等离子体的平均结构和流动。
Burns说：“假如你拍一段鼓的影像，观察它是如何以慢动作振动的，你就可以从振动模式中计算出鼓头的形状和刚度。”。“同样，我们可以运用我们在太阳表面目睹的振动来推断内部的平均结构。”
太阳能洋葱
在他们的新探究中，探究人员从太阳地震观测中收集了太阳结构的模型。Burns阐释道：“这些平均流量看起来有点像洋葱，各异的等离子体层相互旋转。”。“然后我们问：等离子体流中是否存在扰动或微小转变，我们可以将其叠加在这个平均结构的顶部，这或许会导致太阳磁场的形成？”
以便寻找这种模式，该团队运用了Dedalus项目——Burns开发的一个数字框架，可以高精度模拟各式类型的流体流动。该代码已使用于广泛的难题，从单个细胞内的动力学建模，到海洋和大气环流。
Burns说：“我的兴办者多年来一直在思考太阳磁性难题，Dedalus的能力如今已然到了我们可以解决的地步。”。
该团队开发了算力，并将其纳入Dedalus中，以察觉太阳平均表面流量的自增强转变。该算力察觉了新的模式，这些模式或许会增长并导致现实的太阳促销。尤其是，该团队察觉了与自1612年伽利略以来天文学家观测到的太阳黑子的位置和时间尺度相匹配的模式。
太阳黑子是太阳表面的瞬态特征，被觉得是由太阳磁场形成的。这些相对较冷的区域与太阳其他炽热表面相比，看起来像是黑点。天文学家持久以来一直观察到，太阳黑子以周期性的模式呈现，每11年增长和消退一次，通常围绕赤道而不是两极。
在该团队的模拟中，他们察觉等离子体流的某些转变，仅在太阳表层的顶部5-10%内，就足以在一样区域形成磁结构。相比之下，更深层次的转变会形成不太现实的太阳场，这些太阳场集中在两极附近，而不是赤道附近。
该团队的动机是更认真地观察表面附近的流动模式，由于那里的条件相似于完全各异操控系统中的不稳定等离子体流动：黑洞周围的吸积盘。吸积盘是由气体和恒星尘埃组成的巨大圆盘，在“磁旋转不稳定性”的驱动下向黑洞旋转，这会在气流中形成湍流并导致其向内坠落。
Burns和他的同仁怀疑，太阳中也存在相似的现象，太阳最外层的磁旋转不稳定性或许是形成太阳磁场的第一步。
“我觉得这个结局或许会引发风波，”他说。“小区的大多数人都专注于在太阳深处寻找发电机的促销。如今我们正证明，有一种各异的机制似乎更符合观测结局。”
Burns说，该团队正持续探究新的表面场模式是否能形成单个太阳黑子和全部11年的太阳周期。