PDF《太阳上空飘扬的彩带》

3 新知博客@科学网

2012 年5月18 日 星期五 Tel押(010)

62569455 主编: 张其瑶 校对: 王心怡 E-mail押qyzhang@stimes.

cn 姻陈耀 读者们一定还记得, 在2008 年和

2009 年, 我 国境内连续发生了两次壮观的日全食景象.在日 全食期间, 月球遮挡住了太阳本体发出的强烈光 芒, 使平常无法用肉眼观测到的微弱日冕与天空 中的星星一同显露出来, 构成一幅值得终生回忆 的美景.美景中有着如同士兵钢盔一样的日冕结 构,可以向外延伸到几个甚至十几个太阳半径, 这就是所谓的盔状冕流.冕流是日冕中非常重要 的结构, 密度比较高, 所以看起来要亮一些. 在欣赏短暂的日全食美景的时候, 大多数读 者可能想象不到, 这一冕流结构正是专业人员长 年累月探索的研究对象.科学工作者也早已研制 出可以对日冕进行长时间连续观测的人造日全 食设备―― ―日冕仪 (coronagraph) ;

放在太空中的 日冕仪可以

24 小时不间断地对日冕进行拍摄, 一 般每日可拍得几十乃至几百幅日冕照片.工作人 员常将这些照片制成表现日冕动态演化的影像 文件, 放在网上供人们浏览和下载. 浏览一幅幅日冕的照片,不仅可以获得视觉 上的愉悦, 还可从中发现科学问题进行研究.任意 选择持续几天的日冕影像,便可从中观察到日冕 物质永不停息的外流和时而发生的日冕物质抛射 现象.前者构成太阳风的一部分, 后者则属于一种 最为重要的太阳爆发现象―― ―日冕物质抛射. 盔状冕流扎根在太阳光球表面, 周围都是高 速外流的太阳风物质, 因此可以将冕流形象地比 喻成飘于风中的长条丝带, 时不时地受到日冕物 质抛射的影响. 不错, 冕流结构与日冕物质抛射经常会发生 强烈的相互作用. 查阅十余年来积累下来的日冕仪观测数据, 课题组惊讶地发现,日全食中显露出的盔状冕 流,居然可以像彩带舞演员手中的丝带一样, 随 之优雅地摇摆.之所以摇摆,是由于受到了附近 爆发的日冕物质抛射的强烈扰动.他们称之为冕 流波.尽管这是一个非常意外的发现,但解释起 来却又很 简单直观 和 理所当然 . 众所周知, 太阳大气中的物质都是磁化的等 离子体, 这类介质最典型的一个性质就是具有高 度的弹性, 可以自动地对扰动产生反弹的磁场作 用力, 驱使系统向原平衡状态恢复.另外, 在底部 光球表面, 这些结构却能稳稳地扎根, 不太受上方 爆发的影响. 这样, 日冕物质抛射的快速膨胀可以 推挤到邻近的冕流结构,使整个结构顺势向一侧 偏斜, 底部却不动.由此, 便产生了驱动冕流复原 的恢复力. 在该力作用下,冕流能够以原平衡位置为轴 线 左摇右摆 , 力学过程可与儿童玩具 不倒翁 的摆动类比;

这种晃动沿着冕流向上传播, 便形成 了观测到的冕流波现象. 在论文中, 课题组也形象 地将这一过程比拟为我国传统舞蹈 彩带舞 , 即 由舞者手持彩带一端左右晃动而产生沿彩带向外 传播的摆动. 他们还指出, 这是迄今在日冕中发现 的最大尺度的日冕波动现象之一. 这其实还不是故事的全部. 课题组利用这一线索还顺势发展了一种能够 诊断日冕磁场强度的冕震学方法.该方法的基本 思路与地震学中利用震波反演震区或传播区域性 质的做法非常类似,也是根据日冕波动的性质来 推断波传播媒介即日冕的物理参数. 请注意, 目前 仍没有飞船可以飞抵日冕实行就地测量,因此日 冕的许多物理参数, 特别是磁场的性质, 都是通过 间接方式获取的.这也表明了发展冕震学等日冕 参数诊断方法的必要性和重要性.这些工作构成 了三篇论文,其中有两篇在 ApJ、一篇在 Solar Physics 发表. (http://blog.sciencenet.cn/u/Yaochen) [5]wolfgange 顶尖与球都是在发射吗?他们之间的关系如 何?比如: 如何定性, 大小? 博主回复:尖点是冕流的一部分,整体的晃 动, 但主要还是冕尖附近区域的晃动, 引起波动. 这种扰动随后沿着外冕中的磁场结构向外传播. 这里还有太阳风的流动,也起着携带波一起外传 的作用. 彩带舞, 就是演员手拿彩带, 晃动手腕, 便 可见波动向外传递, 与此处景象较为雷同. [1]Dreaminggirl 很有趣, 祝愿你们取得优秀成果! 博主回复:谢谢, CME- 冕流相互作用方面 是我们这两年开拓起来的研究方向,还有好多问 题需要解决. 跟帖 CN 域名杯博客大赛 科普, 期待更多女性的声音 太阳上空飘扬的彩带 书生 见e视点 i 科普吧 根号负一 等于多少 姻曹俊 标题是我问记者的一个问题,不是脑 筋急转弯. 在一次面对面采访时,记者让我解释 一下, 中微子为什么会振荡?难得给记者认 真讲一下科学原理,我于是兴致勃勃地拿 起笔, 写了几个符号后, 突然心里一动, 问: 你知道根号负一等于多少吗?记者说不知 道, 以前数学学得不好, 所以没学理科.没 有根号负一, 怎么讲相位、 讲态的叠加呢? 于是我放弃了这个伟大的想法,开始讲苹 果有三种颜色三种味道. 这个问题我后来问了不少记者,没有 一个知道答案!在一个有七八家中央级媒 体参加的沟通会议上,我们问有没有学理 科出身的,结果只有一个曾经学过一段时 间理科. 反过来,学理科的博士中,文字比较 好、 能写写画画、 能说会道的有多少?很遗 憾, 我试过几次, 也很少见.写点科普吧, 跟 科技论文一样, 严谨有余, 索然无味, 一般 人不大有兴趣读, 读了也不大容易懂. 在国外, 科技新闻和评论的记者, 有很 多是理科的博士.也只有这样, 才有可能深 入报道.当然我们也需要一些学文科的, 甚 至搞艺术的, 从另一个角度表述科学.李政 道先生就给一帮画家侃过正负电子对撞 机,结果产生了中国科学院高能所现在的 标志 (见下图) , 不过也不能全这样啊, 思维 方式、 报道的兴趣点是不一样的! 去年有一次我们要求某报记者完稿后 给我们审一下,记者说给我们发邮件后必 须在一个小时内回复. 我们不能保证. 拌了 几句嘴后, 该记者很气愤地说: 哼, 我还没 问你们产业化和经济效益怎么样呢!这算 是击中了软肋, 噎得我们半晌无语.据我所 知, 现在负责科技的官员都很进步了, 只问 过我们科学价值,从来没有问过基础研究 的产业化和经济效益.不知道他们报有没 有专门报道科学 (不是技术或者经济) 的记 者. 不能指望记者能在短时间内理解一个 前沿的科学问题,但倘若是一个做过科研 的记者, 他关心的肯定是科学价值, 不会扯 到经济效益上去.倘若是天天采访技术革 新的记者, 按套路就得问怎么产业化.对媒 体机构,也许可以降低点对科学记者的文 字功底要求, 招点了解科学的人.对搞科研 的人, 也得练一练表达能力. (http://blog.sciencenet.cn/u/caojun) [26]刘建康 理工科出身的人搞新闻、 文学、 哲学的 确都会很不错的!建议文科生懂一些理工 科的东西. [25]庞志峰 奇怪的是高考文科也考复数的内容 呀, 怎么会不知道呢? 博主回复: 不用就会忘, 对付考试的东 西, 不靠谱. [3]周贤中 感觉现在中国的记者报告科技新闻, 不 是为了科普需要,而是政治攻势的一部分. 俗话说, 熟读唐诗三百首, 不会做诗也会吟. 试想一下, 如果一个真正的科技记者, 连续 跟踪报道科技新闻, 只要不是白痴, 肯定能 记住不少数理化知识的.科学的未来, 需要 靠科普来吸引下一代搞科研.这些是不能 靠记者的. 博主回复: 同时, 不同的人视野是不一 样的, 需要有多种角度的阐释.记者与科学 家都很重要.需要有专业的记者. [2]ppbbkkaa -1 开平方是什么,这是每个上过高中 的人都知道的, 跟文理科没关系, 文科也要 学数学, 高中的时候选学文科的人很多不是 数学不好, 重要的原因是物理和化学不好. 姻陈沐 请比较以下两段文字―― ― 即使不考虑非科学的价值体系对国人的深 重影响, 由于支持坐月子的理论将坐月子和健康 问题紧密地联系在一起, 成功地传播了 '