井上太陽望遠鏡（Daniel K. Inouye Solar Telescope）。圖：翻攝自 The University of Hawai『i網站
美國國家科學基金會（NSF）旗下的丹尼爾·井上太陽望遠鏡（Daniel K. Inouye Solar Telescope）近日拍攝到迄今解像度最高的太陽可見表面影像，並首度揭露一種長期隱藏於太陽表面的渦旋現象，為太陽活動的形成機制提供重要線索。相關研究成果已於6日發表在國際期刊《自然》（Nature）。
據美國《有線電視新聞網》（CNN）報道，研究團隊利用設於夏威夷毛伊島哈雷阿卡拉火山（Haleakalā）山頂的井上太陽望遠鏡，針對一處鄰近太陽黑子的磁活躍區進行高解析觀測。太陽黑子被視為太陽活動最劇烈的區域之一，而此次拍攝的影像與縮時影片，完整呈現太陽光球層（photosphere）的細微結構與動態變化，讓科學家得以深入觀察磁場與高溫等離子體流體交互作用的過程。
研究人員結合高解析觀測資料與電腦模擬分析，首次確認太陽表面廣泛存在「開爾文－亥姆霍茲不穩定性」（Kelvin-Helmholtz Instability，KHI）所形成的微小渦旋。這項發現有助於解釋太陽物理學中一項長年未解之謎——為何太陽日冕（corona）的溫度遠高於太陽可見表面。
研究指出，這些渦旋除了可能將能量向外層大氣傳遞，導致日冕異常升溫外，也可能促進太陽磁能累積，進一步引發太陽耀斑（solar flares）及日冕物質拋射（Coronal Mass Ejections，CME）等劇烈太空天氣事件。
當太陽耀斑或日冕物質拋射朝向地球時，大量高能帶電粒子可能衝擊地球磁場，干擾衛星運作、電力系統及通訊網絡，甚至影響全球導航與航空安全。因此，深入了解太陽活動形成機制，對提升太空天氣預測能力具有重要意義。
論文第一作者、美國國家太陽天文台（National Solar Observatory）天文學家庫里澤（David Kuridze）表示，雖然過去理論模型推測光球層具備形成開爾文－亥姆霍茲不穩定性的條件，但如此大範圍地觀測到這些結構仍令研究團隊相當驚訝。
庫里澤指出，太陽渦旋的形成機制一直是太陽物理學的重要課題，此次研究首次成功辨識這些渦旋的起源及驅動機制，不僅有助於理解太陽活動，也可望提升未來對太空天氣與太陽風暴的預測能力。
