科学家历时6年,终在太阳上发现类似于地球上可控制天气的波浪

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太阳罗斯贝波是旋转的波,与旋转方向相反。它们在太阳赤道地区有超级高的辐射。、

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由马克斯普朗克太阳系研究所(MPS)和哥廷根大学领导的科学家小组在太阳上发现了新的涡旋波。这些罗斯贝波沿与旋转方向相反的方向传播,具有数月的寿命以及在太阳赤道处的最大振幅。四十年来,科学家们一直在猜测太阳上存在这样的波浪,这种波浪应该出现在每一个旋转流体系统中。现在,他们已经第一次被明确地检测出来并进行了表征。

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在几乎所有的地球北半球天气图中,大气Rossby波都是一个显着特征。它们在喷流中表现为曲流,将北方的冷极地气流与南方的更暖和的亚热带气流隔开。有时这些波会到达赤道地区,甚至会影响澳大利亚的天气。原则上,这种类型的波(通常称为行星波)由于科里奥利力而出现在每个旋转球体上。土星的六角形,这个行星北极上稳定的云图,也可能是这些波的表现。

大约四十年前预测了恒星中Rossby波的存在。“太阳罗斯贝波具有非常小的振幅和几个月的周期,因此它们非常难以检测”,作为MPS发现和主任的团队协调员Laurent Gizon博士说。这项研究需要多年来对太阳的高精度观测。MPS的科学家们分析了美国宇航局太阳动力观测站(SDO)上的一个六年数据集,该数据集自2010年开始运行。

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“这些HMI图像具有足够高的空间分辨率,可以让我们跟踪太阳可见表面上的光球颗粒的运动”,MPS科学家,第一作者Bj?rnL?ptien博士说。这些颗粒是太阳表面上大小约为1500公里的小型对流细胞。在他们的新研究中,研究人员将这些颗粒用作被动示踪剂,以揭示与Rossby波有关的潜在的,更大的涡流。此外,使用日光学方法证实了这一发现,并研究了深达20000公里的太阳内部的Rossby波。

“总而言之,我们发现大规模的太阳涡旋波与旋转方向相反,这些波只能在赤道地区出现,这完全是出乎意料的”,Gizon解释说。涡度模式稳定几个月。研究人员能够首次确定波的频率和波长之间的关系 - 因此清楚地将它们识别为Rossby波。

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“太阳罗斯贝波的大小很大,波长可以和太阳半径相比”,Gizon解释说。它们是太阳内部动力的重要组成部分,因为它们贡献了太阳大规模动能的一半。