中国科学家首次就太阳上层大气异常增温的可能原因给出明确解释。

一般情况下，我们在日全食期间才可以看到太阳的日冕和色球层。APOD / Reinhold Wittich

中国科学院云南天文台的科学家近日在《天体物理学期刊》上刊文称，他们完整地观测到了发生在太阳上层大气——亦即日冕和色球层的异常增温现象，并首次就可能的原因给出了明确解释。

太阳日冕异常增温现象是现代天文学的八大谜团之一。与此同时，太阳色球层中也存在异常的增温现象，这同样也困扰着科学家。所谓异常增温，指的是太阳上层大气距离太阳越远温度反而越高的反常现象。

观测结果显示，磁场活动可能是太阳上层大气异常增温的原因。但迄今为止尚无理论模型可对此作出全面解释。

本次研究的方式有别于以往。磁场是已知唯一有能力为太阳上层大气异常增温提供能量的源头，因此研究人员试图从分析太阳上层大气的特征入手，追溯与之相关联的磁场结构。

研究人员视太阳上层大气为一个完整的体系。在对太阳的色球层和日冕进行了长期观测后，首次就太阳上层大气异常增温的可能原因给出了明确解释。

研究人员发现，在太阳色球层中相对平静的区域，热量的主要来源是交织成网状的磁场。这种磁场的结构，能够有效地阻止带电粒子、热能以及某些波从色球层顶部向外逃逸。而太阳色球层中相对活跃的蝶形区域，既会从活跃区和瞬现区的磁场中汲取热量，还会汲取这些磁场在日冕中产生的下行能量。

值得一提的是，瞬现区对色球层中相对活跃区域异常增温的影响要明显高于活跃区。而整个色球层的异常增温，主要是相对平静的色球层的异常增温。

对于相对平静的日冕而言，其主要热量的来源也是网状的磁场。但瞬现区的磁场为相对活跃的日冕提供的热量，要明显多于活跃区磁场。相对活跃的日冕获得的热量要高于相对平静的日冕。

研究人员还发现，活跃区和瞬现区磁场的增温作用，会导致相对活跃色球层和相对活跃日冕内的空间呈蝶形分布。这样的增温过程所展现的，是一种存在于太阳活动周期内的阶段性演化特征。而网状磁场的增温结果与之相反，它长期维持着一个与太阳活动周期无关的相对平静的背景色球层和背景日冕。

参考
How Are the Abnormally Hot Chromosphere and Corona Heated by the Solar Magnetic Fields?
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad1ab3