天体物理学家2004年解释为何太阳化学成分会发生变化的理论得到验证
大约17年前，美国海军研究实验室的天体物理学家 J. Martin Laming从理论上解释了为什么太阳脆弱的最外层的化学成分与下层不同。最近，他的理论通过从地球和太空对太阳磁波的综合观测得到了验证。
他最近在科学杂志上发表的一篇文章描述了这些磁波是如何改变化学成分的，这一过程对太阳物理学或天体物理学来说是全新的，但在光学科学中已经为人所知。Laming在上世纪90年代中期开始探索这些现象，并在2004年首次发表了该理论。
“令人满意的是，新的观测结果证明了理论中 ‘引擎盖下’发生的事情，而且它在太阳上真实地发生了，”他说。
太阳是由许多层组成的。天文学家称其最外层为日冕，只有在日全食时从地球上才能看到。日冕中的所有太阳活动都是由太阳磁场驱动的。这种活动包括太阳耀斑、日冕物质抛射、高速太阳风和太阳高能粒子。这些太阳活动的各种表现，都是由磁场线上的振荡或波传播或引发的。
“同样的波，当它们撞击到低层太阳区域时，就会引起化学成分的变化，当这种物质向上移动时，我们在日冕中看到了这种变化。”Laming说。“这样一来，日冕化学成分为理解太阳大气中的波提供了一种新的方法，也为太阳活动的起源提供了新的见解。”
美国海军研究实验室空间科学部负责人Christoph Englert指出了对预测太阳天气的好处，以及Laming的理论如何帮助预测我们在地球上的通信能力的变化。
“我们估计太阳91%是氢，但铁、硅或镁等次要离子所占的小部分主导了日冕的紫外线和X射线的辐射输出，”他说。“如果这些离子的丰度在变化，辐射输出就会发生变化。”
“太阳上发生的事情会对地球的高层大气产生重大影响，这对依靠地平线以上或地对空无线电频率传播的通信和雷达技术非常重要，”Englert说。它对轨道上的物体也有影响。辐射被地球上层大气层吸收，使上层大气形成等离子体、电离层，并发生膨胀和收缩，影响卫星和轨道碎片的大气阻力。
“太阳还会释放高能粒子，”Laming说。“它们会对卫星和其他空间物体造成损害。高能粒子本身是微观的，但正是它们的速度导致它们对太空中的电子设备、太阳能电池板和导航设备造成危险。”
Englert说，可靠地预测太阳活动是一个长期目标，这需要我们了解恒星的内部运作。这项最新成就是朝着这个方向迈出的一步。
“天文学的进步播种技术进步的历史悠久，可以一直追溯到伽利略，”Englert说。“我们很高兴能够继承这一传统，支持美国海军。”