太阳被一种百万度的大气包围着，这种大气影响着太阳系的一切——但它究竟是如何影响？这是一个谜。被称为日冕的大气层产生了太阳风——大量带电粒子从太阳流出，穿越太阳系。当太阳风到达地球时，它会带来辐射和磁场干扰的威胁。现在在一项新的研究中，研究人员终于能够看到它在太阳的外日冕中诞生。这些图像为研究人员提供了足够的细节，使他们能够开始拼凑为什么它以如此复杂的方式流动。得出的结论是，一种可能的解释是，动荡是其根源的遗留问题。研究报告的合著者、德克萨斯州西南研究所的太阳物理学家克雷格·德森林(Craig DeForest)在一份大学声明中说：之前的图像显示外层日冕是一个光滑的结构，但在深空中，太阳风是湍流和阵风。
大量数据的清理使科学家们能够以惊人的细节研究太阳的日冕或外层大气。图片：Craig DeForest, SwRI
博科园-科学科普：利用新技术来提高图像的保真度，我们意识到电晕不是平滑的，而是结构化的和动态的。所理解的每一个结构都是由更小的结构组成，而且比想象的更有活力。这项研究依靠的数据来自STEREO卫星，该卫星是NASA自2006年以来围绕太阳运行的一项任务。它携带一种叫做日冕仪的仪器，它使用一个黑色的圆盘来阻挡明亮的太阳表面。这让科学家们可以看到日冕发生了什么，它比表面要暗得多，否则就会被它的光冲掉。但据美国国家航空航天局(NASA)说，这些数据还不够详细，不足以让科学家们了解日冕内部究竟发生了什么。为了解决这个问题，研究人员首先要求立体声团队提供一种特定类型的数据：能够捕捉到更微弱信号的长曝光图像。
然后他们开始费力地清理数据，以去除令人困惑的因素，如背景恒星的光线或仪器本身发出的错误信号。清理工作包括将图像拼接在一起，以特别谨慎的方式考虑太阳风是如何快速地流出并相应地改变图像的。为了做到这一点，根据太阳风流中它们的位置，而不是它们在空间中的特定位置，对图像进行了时间上的匹配——就像追踪从太阳流出的单个太阳风斑块。这一过程相当于将一根圆木的顺序图像对齐到一个电流中，这样就可以使圆木，而不是沿着河岸的树，在每张图像中堆积起来——提供一个更详细的日志图像。其结果是对太阳风的流动有了更清晰的描述，显示了构成看似无序整体的较小结构。
太阳风，如前所见(左)和后(右)成像处理。虽然处理后的图像可能看起来更加模糊，但实际上这是对太阳风的更好的看法，背景恒星和尘埃从视野中消失了。图片：Craig DeForest, SwRI/NASA's Goddard Space Flight Center
这个隐藏在光滑表面之下的结构，有助于解释为什么当太阳风远离太阳时，它会如此湍急地流动。这项研究发表在《天体物理学》上。新成像还突出了一个区域，那里的事物变得特别有趣，在太阳表面大约430万英里(700万公里)。在这一点前后，太阳风相对容易追踪，但在这个区域，气流似乎碰到了路上的一个凹凸不平的地方。团队不确定那里发生了什么。很方便的是，美国国家航空航天局(NASA)将发射一项新的任务，为科学家带来更多有关太阳日冕的数据。计划于今年8月初发射的帕克太阳能探测器将于今年晚些时候开始收集数据，最终将会直接穿过太阳区域，在不平坦的区域下降落，并有望解开更多关于太阳风及其诞生的谜团。
博科园-科学科普｜文：Meghan Bartels/Space
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