离热源越远空气就越冷？新西兰科学家找到关键原因

“温度如此之高，以至于气体脱离了太阳的引力，成为‘太阳风’，飞向太空，撞向地球和其他行星。”这项研究负责人、奥塔哥大学物理系Jonathan Squire博士说。

研究人员从测量和理论中得知，温度的突然升高与太阳表面磁场有关。但是，这些磁场是如何加热气体的目前还不清楚——这就是所谓的日冕加热问题。

“天体物理学家对磁场能量如何转化为热量有几种不同的看法，用以解释这种加热现象，但大多数人都难以解释观测结果的某些方面。”Squire说。

流行的理论是基于湍流引起的加热，以及一种被称为离子回旋波的磁波引起的加热。Squire和合著者Romain Meyrand博士与美国普林斯顿大学和英国牛津大学的科学家合作，发现之前的这两个理论可以合并成一个，从而解决问题的关键部分。该小组的这一发现近日发表在《自然—天文学》上。

“然而，两者都有一些问题——湍流难以解释为什么气体中的氢、氦和氧会变得和它们一样热，而电子却出奇的冷;虽然磁波理论可以解释这一特征，但似乎太阳表面没有足够的波来加热气体。”Meyrand说。

该研究小组利用六维超级计算机模拟日冕气体，进而展示了这两种理论实际上是同一过程的一部分，通过一种叫做“螺旋屏障”的奇异效应联系在一起。

这一有趣的现象是在Meyrand领导的奥塔哥早期研究中发现的。

“如果我们把等离子体加热的发生想象成水从山上流下，电子在底部被加热，那么螺旋屏障就像是一个大坝，阻止水的流动并将其能量转换为离子回旋波。通过这种方式，螺旋屏障将这两个理论联系起来，并解决了它们各自的问题。”Meyrand解释说。

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“这让我们有信心准确捕捉到日冕中的关键物理现象，这一现象与关于加热机制的理论发现相结合，从而成为理解日冕加热的一个有效途径。”

Squire解释说，更多地了解太阳大气层和随后的太阳风非常重要，因为它们对地球有着深远的影响。

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