日冕中的雨滴：自适应光学系统展现了太阳大气的惊人细节

太阳的外层大气“日冕”因其极端高温、剧烈爆发以及高耸的日珥而长久以来让科学家着迷。日冕只能在日全食期间看见，且因地球湍流大气的干扰而显得模糊，使得它始终令人感到难以捉摸。

多亏了一套名为Cona的突破性自适应光学（Adaptive Optics，AO）系统，安装于美国加州大熊湖太阳天文台（BBSO）由新泽西理工学院（NJIT）所属的太阳─地球研究中心（CSTR）运营的1.6米古德太阳望远镜（GST）上，科学家如今能以前所未有的方式观察太阳。我们现在得以一窥太阳日冕层最清晰的画面，从倾泻而下的日冕雨，到不曾观察到的电浆流。

电浆沿着太阳磁力线落下，形成所谓的日冕雨。（Source：Schmidt et al./NJIT/NSO/AURA/NSF，下同）

其中一幕最为震撼的画面，是目前最清晰的日冕雨。日冕雨是冷却中的电浆细丝，有些甚至窄于20公里。日冕雨的形成，是因太阳日冕中的高温电浆冷却并凝结而成。类似地球上的雨滴，这些日冕雨也会受到重力牵引，落回太阳表面。但与地球的雨不同的是，它们不会沿着最直接的直线下坠。由于电浆带有电荷，它们会沿着太阳的磁场线运动，在回落过程中呈现弧形与环状。

一道称为电浆球（plasmoid）的电浆流从日冕弧系统前方穿越。

这些极其细致的太阳观测画面还揭示了一项从未被观测到的现象──一条精细结构的电浆流快速生成与崩解，这就是所谓的电浆球（plasmoid）。延时摄影中显示，一颗电浆球以每秒近100公里的速度穿越太阳表面。这可能是有史以来第一次观测到电浆球。“这些绝对是目前最细致的观测画面，显示了过去从未见过的结构，而我们还无法确定它们到底是什么，”研究共同作者、NJIT太阳─地球研究中心教授Vasyl Yurchyshyn表示。

左侧为太阳日珥，右侧为落下的日冕雨。

一段精彩画面展现一条太阳日珥随着太阳磁场起舞并扭转。

太阳表面看起来柔软蓬松的面貌，来自一种称为细喷流（spicules）的短暂电浆喷射现象，其起源至今仍是科学辩论的焦点。太阳日珥是由电浆形成的大型弧形结构，这些高温气体主要由氢与氦组成。它们固定在太阳表面最内层可见的大气光球层中，并延伸至遥远的日冕。但科学家仍无法准确说明它们最初是如何形成的。

这些崭新且经改良后的太阳日冕观测画面不仅提供了艺术形象，更打开了前所未有的研究机会。全新的日冕自适应光学系统填补了长达数十年的技术空白，带来分辨率高达63公里的日冕形象，这是1.6米古德太阳望远镜的理论极限。通过捕捉冷电浆的细微结构与运动，科学家逐步逼近太阳最大谜团之一：为什么日冕的温度会比太阳表面高出数百万度？这些更清晰的观测画面也有助于我们理解细丝喷发与日冕物质抛射（CME）等现象。这些强烈的电浆爆发会驱动太空天气、干扰电子设备，并点亮天空中的绚烂极光。

科学家希望能将这项技术应用于更大型的望远镜上，包括位于夏威夷、拥有4米镜面的井上建太阳望远镜（Daniel K. Inouye Solar Telescope），以便更深入探索太阳外层大气。这一项改变游戏规则的关键技术标志着太阳天文学迈入新纪元，未来数年甚至数十年内将带来更多崭新发现。

这项研究成果已于5月27日发表在《自然》期刊。

（首图来源：Pixabay）