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科学家们终於知道为什麽太阳慢下来了

2017年01月11日 21:33  PDF版 分享到微信

来源: 正见新闻

没有任何事物是永远的。

学家认为他们可能终於解答了这一个谜题:自转怎麽减速了。

太阳通常在它的轴心自转大约每个月一次,然而在二十年前,科学家发现令人困惑的现象,太阳外部比内部变得更慢5%的转动速度,不过一个新的研究可能终於找到什麽原因了。

来自夏威夷大学天文研究所负责带领的研究员Jeff Kuhn写道:“太阳近期内不会停止转动,然而我们已发现冲击的太阳幅射(solar radiation)同样也是让太阳减速的原因,因为根据爱因斯坦的特殊相对论,致使太阳渐渐减速,是从它的表面开始。”

太阳的转动并不是像大部份是坚固实体的地球一样,相反地,地球自转在不同地区有不同速率,它是依照地区的纬度和离太阳中心有多远的距离,因此南北两极会和赤道转动的速度不同。

那是我们长久以来就知道的事,但是家不明白的是为什麽太阳外部地区相较於内部较慢5%的速度。

为了要弄明白是怎麽一回事,这个团队了NASA太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)的卫星资料有三年半时间,自2010年就开始观察太阳了。

他们的资料是取自日震与磁成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager,HMI),它是用来观察太阳磁场里的太阳能振荡(solar oscillations)。

研究人员注意到在太阳最外部150公里表层处的自转速率有非常明显的减少,他们预测是由於一种“光子煞车效应”(photon-braking effect)的作用。

研究团队预测这种煞车效应类似一个叫做“坡印廷-罗伯逊效应”(Poynting-Robertson effect),是太阳辐射使得绕着星系轨道的尘埃微粒失去角度动力的过程而运动速度慢下来的效应。

他们觉得这样的效应也同样像煞车一样在太阳外部区域的自转发生,搞不好也有可能在宇宙其它恒星上有同样戏码。

Kuhn说:“是一股温和的扭转力让它慢了下来,不过太阳早已超过50亿年的寿命,这对它外部35,000公里处有着显而易见的影响。”

现在最大的问题是太阳表面自转减速会怎样影响太阳能磁场,也就是什麽控制着太阳闪焰从太阳发射出来,那个同时也会对地球的电信产生影响。

这是研究人员希望在未来努力研究的部份,不过至少我们现在终於对太阳为啥慢下来有一个很好的概念了。

研究报告在最新一期的物理评论快报(Physical Review Letters)有刊载,可以在arXiv.org读到全篇文章。

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