太陽軌道器揭開太陽一大神秘面紗

太陽軌道器（Solar Orbiter）揭露了太陽日冕洞裡那些細如頭髮般的微小噴流，它們正是太陽快風和慢風的源頭。科學家如今已確認，這些短暫的能量爆發將帶電粒子推送到太空，終於為太陽能量這個長久以來的謎團撥雲見日。

2023年，利用太陽軌道器太空船的科學家們，在太陽南極附近發現了似乎對太陽風有貢獻的微小噴流。如今，透過歐洲太空總署（European Space Agency）正在進行的太陽任務所獲得的更多資料，研究人員已確認，這些噴流在太陽大氣層的暗區廣泛存在，並在產生快、慢太陽風的過程中扮演重要角色。

這些新發現的噴流，在高速影像中呈現為細長且短暫的能量縷，尤其在太陽表面的高亮區域更為明顯。雖然在影片中它們看似短暫，但實際上能持續約一分鐘，以每秒約100公里（時速22.4萬英里）的速度將帶電粒子發射到太空。

這項令人驚喜的突破於2月5日發表在《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）期刊上，展現了太陽軌道器先進儀器在解開太陽神秘面紗方面的助力。

太陽風是從太陽不斷流出的帶電粒子流，它延伸至整個太陽系，影響著從行星大氣層到地球太空天氣的一切。儘管經過了數十年的研究，其確切起源一直難以捉摸，直到現在。

太陽風主要有兩種形式：快風和慢風。數十年來，我們已知快太陽風來自太陽大氣層中稱為日冕洞的暗區，這些區域的太陽磁場不會折回太陽，而是深入延伸到太陽系。帶電粒子可以沿著這些「開放」的磁場線，遠離太陽，從而形成太陽風。但一個重大問題仍未解決：這些粒子最初是如何從太陽發射出去的呢？

基於先前的發現，由德國馬克斯普朗克太陽系統研究所的拉克什米・普拉迪普・奇塔（Lakshmi Pradeep Chitta）領導的研究團隊，利用太陽軌道器上的「相機」，在靠近太陽赤道的日冕洞內發現了更多微小噴流。透過將這些高解析度影像與太陽軌道器周圍太陽風粒子和太陽磁場的直接測量結果相結合，研究人員能夠將太空船測量到的太陽風直接追溯到這些噴流。

更令人驚訝的是，研究團隊發現，這些噴流不僅產生快太陽風，還產生慢太陽風。這是我們首次確定，至少部分慢太陽風也來自日冕洞的微小噴流。在此之前，太陽風的起源一直是個謎。

同一基本過程能驅動快、慢太陽風，這一發現令人意外。這一發現之所以成為可能，要歸功於太陽軌道器先進成像系統與能直接探測粒子和磁場的儀器的獨特組合。

這些測量是在2022年10月和2023年4月太陽軌道器靠近太陽時進行的。這種靠近太陽的機會大約每年有兩次，研究人員希望在接下來的靠近過程中收集更多資料，以便更好地瞭解這些微小噴流是如何「發射」太陽風的。

參考文獻：《日冕洞微微耀斑噴流是快阿爾文慢太陽風的前身》（Coronal hole picoflare jets are progenitors of both fast and Alfvénic slow solar wind），作者：L. P. Chitta、Z. Huang、R. D'Amicis等人，2025年2月5日發表於《天文學與天體物理學》，DOI: 10.1051/0004 - 6361/202452737。

太陽軌道器是歐洲太空總署和美國國家航空暨太空總署（NASA）的合作太空任務，旨在近距離、以前所未有的細節研究太陽。該太空船由歐洲太空總署操作，搭載了一系列先進儀器，用於觀測太陽外層、追蹤太陽風和分析太陽磁場。

其關鍵工具包括極紫外成像儀（Extreme Ultraviolet Imager，EUI），用於捕捉太陽日冕的高解析度影像；偏振與日震成像儀（Polarimetric and Helioseismic Imager，PHI），用於繪製太陽表面的磁活動圖；太陽風電漿分析儀（Solar Wind Plasma Analyser，SWA），用於測量從太陽流出的粒子；以及磁力計（Magnetometer，MAG），用於監測太陽磁場的變化。透過整合這些強大的儀器，太陽軌道器正為太陽的行為，包括太陽風的起源和驅動太陽系太空天氣的機制，提供開創性的見解。