太陽風的螺旋舞姿首度曝光！歐洲太空總署捕捉驚人畫面

2020年，歐洲太空總署(ESA)在美國航太總署(NASA)協助下，發射了太陽軌道探測器(Solar Orbiter)。這項任務不僅要拍攝史上最接近太陽的影像，更是首度探測太陽極區的太空任務。探測器搭載六組成像儀器，專門研究太陽大氣層與太陽風——那些從太陽噴射至太陽系的帶電粒子流。

其中，中紅外線望遠鏡光譜儀(Metis)提供了觀測太陽風的最佳視角。ESA解釋：「Metis是一種日冕儀，它能遮蔽來自太陽表面的直射光，讓我們得以觀測到太陽外層大氣——日冕中帶電氣體散射的微弱光線。」目前Metis是唯一能捕捉太陽風螺旋舞姿的儀器，其他成像裝置都無法以足夠的時空解析度觀測到這場「舞蹈」發生的日冕內層。

研究團隊在新發表的論文中指出，2022年10月12日，Metis儀器捕捉到一個巨大螺旋結構從太陽噴發而出的獨特畫面，這個結構「彷彿陷入一場延伸數百萬公里的太陽氣旋」。論文寫道：「我們觀測到這個驚人的螺旋狀徑向結構從1.5倍太陽半徑延伸至3倍，持續超過3小時。據我們所知，這些觀測結果相當獨特，因為它們似乎直接展示了阿爾文太陽風長時間流入太陽圈的過程。」

以太陽半徑69.57萬公里計算，這個結構最大延伸達208.71萬公里。這種螺旋流動是由所謂的「阿爾文波」現象驅動。NASA視覺化工作室說明：「電漿表現類似流體與氣體，但多了包含磁場（偶爾還有電場）的複雜性。1942年，漢尼斯·阿爾文結合流體力學與電磁學數學模型，預測電漿能支援磁場中的波動變化，這種波動現象後來就以他命名為阿爾文波。」

研究團隊認為，這次觀測到的日冕物質拋射與螺旋結構，是由一次爆發性的極冠日珥所造成。他們補充說明：「形成螺旋結構的觀測特徵，很可能是噴流狀日冕物質拋射後，因磁場重聯產生的密集爆發外流與閉合磁場扭轉所致。重要發現是這些螺旋外流持續時間很長，遠超過初始爆發階段。」

雖然這次觀測到的結構規模巨大，但團隊認為這種過程可能也普遍存在於較小的噴流中。不過尚不清楚這些外流最終會逃逸成為太陽風的一部分，或是落回色球層。這需要太陽軌道探測器與其他太陽監測任務（如ESA的Proba-3）進行更多研究。這項研究成果已發表於《天體物理學期刊》。