太陽龍捲風3D模擬形態。
望遠鏡所觀測到的太陽龍捲風。
據美國國家地理網站報道，挪威奧斯陸大學天體物理學家一項最新研究發現，太陽表面任何時候都存在大約11000個超級磁場龍捲風，而且每一個超級磁場龍捲風的規模都有美國的面積那樣大。天體物理學家利用太空望遠鏡和地面望遠鏡已經在太陽表面發現了14個此類超級龍捲風。
據天體物理學家介紹，每一個超級龍捲風由熾熱的旋渦狀等離子體組成，高約2900千米，每小時旋轉前進速度達14500千米。早在2008年，這個太陽研究團隊就已首次發現了這種太陽超級龍捲風，但直到最近才確認它們的存在。研究團隊負責人之一、挪威奧斯陸大學天體物理學家斯文-維德梅爾-波姆介紹說，「我們在太陽表面發現了不同尋常的熾熱等離子體，因此我們推斷那裏肯定發生了什麼，但我們不知道它究竟是什麼。」根據對太陽大氣層的分析並計算，研究團隊推算太陽表面任何時候都存在大約11000個此類超級龍捲風。根據最新計算機模擬實驗，研究人員認為這種太陽龍捲風或許可以解釋一個長久以來困擾科學家的謎團，即太陽上層大氣為什麼會比表面熾熱300多倍。
熱量問題
太陽上層暗淡的大氣層，也稱為日冕層。在日全食時，從地球上就可以看得到日冕層。1939年，太陽研究專家利用日食時機取樣日冕光線，推算其溫度高達 200萬攝氏度，遠遠高於太陽表面的5500攝氏度。波姆說，「你也許認為太陽的溫度，越往外越低，事實上並非如此。應該有些事件轉移了熱能。」
究竟是什麼事件轉移了熱能呢?除了太陽表面的龍捲風，天文學家還提出了兩種理論。一種理論認為，太陽表面存在無數的「納米」太陽耀斑，這些太陽耀斑，用現有的儀器理論上是看不到的，它們不斷地向太空發射，從而不斷加熱日冕層。另一種理論是，被稱為「Alfvén」波的能量波以每小時1450萬千米的速度沿着太陽磁場線前進，從而將能量傳輸至日冕層。
太陽龍捲風的發現提供了解答這一謎團的新思路，或者可以稍微結合一下這兩種觀點。波姆的研究團隊開發出專門的計算機模型用於描述太陽龍捲風的結構，計算機模型的模擬結果與利用瑞典1-m太陽望遠鏡和美國宇航局的太陽動態天文台所觀測到的實際結果非常吻合。
根據他們的模型，研究人員認為，當熾熱的太陽表面粒子上升湧入大氣層後再下沉，這一過程就會形成太陽龍捲風。粒子向下的下沉運動會帶動太陽磁場線的旋轉扭動，於是就產生了旋渦。磁場線的每一個旋渦可延伸數千千米直到太陽日冕層，旋渦又帶動熾熱的太陽表面等離子體一起運動。每一個這樣的太陽超級龍捲風可以持續大約13分鐘。
系外龍捲風
不過，波姆承認，他的研究團隊目前還缺少足夠的數據來進一步解釋太陽龍捲風。特別是，關於太陽龍捲風的數量仍無法確定，以及太陽龍捲風是否會隨着太陽11年活動周期而發生密度的變化。但可以肯定的是，研究人員在近期的觀測中確實發現太陽表面充斥着此類超級龍捲風。
英國倫敦大學學院太陽物理學家謝爾蓋-扎爾科夫也認同這一觀點，不過他並未參與波姆的研究項目。扎爾科夫表示，他希望能夠觀測到更多的太陽龍捲風並獲取更多相關數據，從而能夠推測出它們對日冕層的加熱效應。「也許這並不能夠完全總結整個活動周期內太陽所有的變化階段，但這仍然稱得上是極好的首次估測。」
波姆的研究團隊目前正致力於搜集更多的關於太陽龍捲風的觀測數據。此外，他們還計劃利用計算機模型模擬和尋找太陽系外的系外龍捲風。波姆等人的研究成果發表於本周出版的《自然》雜誌之上。
