來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣

日冕是太陽(yáng)大氣的最外層，位于色球?qū)又?，厚度可達(dá)數(shù)百萬(wàn)公里，溫度高達(dá)百萬(wàn)攝氏度。在這片極端熾熱的環(huán)境中，本應(yīng)一切都被炙烤得難以存在，但天文學(xué)家卻反復(fù)觀測(cè)到一種反常景象：一些溫度只有約1萬(wàn)攝氏度的巨大等離子體結(jié)構(gòu)，竟然長(zhǎng)期懸浮其中。它們往往延伸數(shù)千公里，似跳動(dòng)的火焰，形態(tài)多變，有時(shí)也呈現(xiàn)出噴涌上升的形態(tài)，仿佛一束束“火焰噴泉”，科學(xué)家稱之為日珥。

日珥并不輕盈，其密度比周圍日冕高出百倍以上，這相當(dāng)于一座巨大山峰懸浮在半空中卻不墜落。日珥可以穩(wěn)定存在數(shù)周甚至數(shù)月，但同時(shí)也具備爆發(fā)潛力。一旦爆發(fā)，太陽(yáng)將向太空拋射大量帶電粒子。若這些粒子云朝向地球傳播，可能引發(fā)強(qiáng)烈的地磁風(fēng)暴，威脅電網(wǎng)、衛(wèi)星導(dǎo)航等基礎(chǔ)設(shè)施。因此，理解日珥的形成與維持機(jī)制，是預(yù)報(bào)危險(xiǎn)空間天氣的關(guān)鍵一環(huán)。

那么，在如此熾熱的環(huán)境中，這些相對(duì)溫度較低的結(jié)構(gòu)為何不會(huì)迅速消散？它們又是如何在高空中“站穩(wěn)腳跟”的？日前，德國(guó)馬克斯·普朗克太陽(yáng)系研究所的科學(xué)家首次通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，將太陽(yáng)深層活動(dòng)納入日珥模型，揭示了其形成的機(jī)制和長(zhǎng)壽的秘密。

答案，就隱藏在太陽(yáng)復(fù)雜的磁場(chǎng)之中。太陽(yáng)的磁場(chǎng)并非憑空產(chǎn)生，而是源于其內(nèi)部湍動(dòng)的等離子體流。這些熾熱的等離子體在太陽(yáng)可見表面以下不斷翻涌，生成復(fù)雜且持續(xù)變化的磁場(chǎng)，并延伸至日冕。日珥的形成與維持，正是磁場(chǎng)與等離子體共同作用的結(jié)果。

在某些區(qū)域，磁力線會(huì)在日冕中形成雙拱形結(jié)構(gòu)，類似兩個(gè)相鄰的山峰，中間有一個(gè)凹陷區(qū)。日珥正是形成并懸浮在這個(gè)凹槽中。這個(gè)凹槽就像一個(gè)看不見的“磁力容器”，能夠?qū)⑦M(jìn)入其中的冷等離子體限制住，使其不至于迅速墜落回太陽(yáng)表面。

但僅僅“托住”并不能解釋日珥為何能夠長(zhǎng)期存在。部分冷等離子體會(huì)沿著磁力線回落到更低層的大氣中，會(huì)造成物質(zhì)損失。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)關(guān)鍵過(guò)程能夠有效補(bǔ)償這些損失。其一，色球?qū)釉诖艌?chǎng)擾動(dòng)下，會(huì)不斷向上噴射較冷的等離子體，將其注入日珥之中。其二，一部分原本處于高溫狀態(tài)的日冕等離子體，會(huì)沿磁力線流入凹陷區(qū)域，在那里冷卻并發(fā)生凝結(jié)，轉(zhuǎn)化為新的低溫物質(zhì)。正是在這種“流失”與“補(bǔ)給”并存的過(guò)程中，日珥得以維持其看似穩(wěn)定的形態(tài)。

看來(lái)，日珥并非單純由太陽(yáng)大氣中的過(guò)程決定，而是與太陽(yáng)內(nèi)部活動(dòng)密切相關(guān)。這些在高溫中頑強(qiáng)存在的低溫結(jié)構(gòu)，揭示了太陽(yáng)遠(yuǎn)比肉眼所見更加復(fù)雜。它并非一個(gè)均勻、穩(wěn)定的發(fā)光球體，而是一個(gè)不斷演化、充滿相互作用的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。而日珥，正是這種復(fù)雜性的直觀體現(xiàn)之一。