太阳的磁场错综复杂、扭曲且不断变化。特别是，我们恒星的极地区域包含称为极地冕洞的区域，这些区域具有延伸到星际空间的看不见的磁高速公路。但对于这些高速公路的实际运作方式，我们还有很多不了解的地方，包括它们如何给构成快速太阳风的粒子带来额外的震动，使它们以每秒数百公里的速度飞行。北京大学高雨涵博士和田惠教授领导的团队最近发表在《国家科学评论》杂志上的一篇新论文认为，他们可能通过使用太阳轨道飞行器的高速图像探测这些区域的快速高频磁波找到了答案。
这一特殊发现的关键是相机速度。较旧的仪器，例如 NASA 的太阳动力学观测站 (SDO)，每 12 秒拍摄一次图像，空间分辨率约为每像素 1,100 公里。升级后的硬件可提供更清晰、更高质量的图像。太阳轨道飞行器的极紫外成像仪 (EUI) 每五秒拍摄一张照片，每个像素的细节长达 420 公里——比以前的仪器精确度提高了一倍以上，速度提高了一倍多。
作者利用 2021 年 9 月同一时期两台仪器的数据，对两台仪器进行了名为诺森比亚大学波浪跟踪器 (NUWT) 的自动磁波跟踪程序。作者仔细观察了太阳耀斑（从太阳北极发出的类似磁射线的结构），并注意到两个天文台之间的波数量存在显着差异。使用 SDO，算法获得 560 个波浪事件，而使用 EUI，算法获得 2,318 个 – 多出 4 倍多。
弗雷泽谈论太阳轨道飞行器。
差异似乎归结为频率。 EUI 看到的波中有 38% 的波长短于 100 秒，而 SDO 检测到的波中只有 9% 具有相同的波长。另一个决定因素是速度——即等离子体灯丝移动的速度。 SDO 的平均速度约为 9.9 km/s，而 EUI 的平均速度为 15.4 km/s。而且由于能量随着速度而变化，这些移动速度更快的波具有更大的能量。根据论文的计算，这些移动速度更快的波浪的威力是之前估计的 2.6 倍。
关于这些类型的磁波从何而来有很多理论。研究人员提出了三种可能的来源——第一个是磁环移动到非耦合磁场线中，导致磁力线断裂和重新排列，同时也向太空发射高频波。第二种解释是，它们是作为称为针状体的巨大等离子体射流的一部分形成的，针状体可以将这些快速过渡波直接传输到它们上方的羽流中。第三种解释是，较大、移动速度较慢的波浪可以重叠，并产生较小、移动速度较高的波浪的“湍流级联”。
尽管它们的产生机制仍然有些不清楚，但这些波可能会解答太阳物理学的两个相关谜团——为什么太阳的外层如此热以及快速太阳风的粒子如何增长到如此令人难以置信的速度。据该报报道，进入太阳高层大气的快波会受到共振吸收和相位混合等影响，并将大部分能量转移到环境中。
弗雷泽回答了我们是否可以直接从太阳获取能量，而不仅仅是通过太阳能转换的问题。
其中一些能量可能直接转化为热量，从而在太阳外层产生高达 1,000,000 ℃ 的荒谬温度。然而，大部分能量可能可以直接引导到推动离子达到形成快速太阳风所需的速度的动力学过程中。
需要明确的是，这些机制尚未得到很好的定义，并且与其他模型完全启动太阳风所需的能量相比，作为该单一集合的一部分计算出的总能量仍然很小。然而，事实证明，我们技术的局限性背后隐藏着巨大的能量。
该技术仍有改进的空间，计划于 2029 年初启动太阳极轨天文台 (SPO) 等任务。凭借其独特的角度，它将提供前所未有的太阳两极磁混沌视图。它的仪器甚至可能足够快，能够拾取更高的波浪，有助于一劳永逸地解开这个谜团。
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于。高等人——太阳极日冕中具有大量能量的高频磁流体动力波
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