太阳日冕比之前想象的更有结构，更有活力

西南研究所领导的一个研究小组在太阳的外层大气(日冕)中发现了从未被发现的细颗粒结构。研究小组利用复杂的软件技术和NASA的太阳与地球关系观测卫星a (STEREO-A)上的cor2照相机的长时间曝光，对这一关键区域进行了详细的成像。

太阳的外日冕是太阳风的来源，太阳风是一种从太阳向四面八方流动的带电粒子流。在地球附近测量，嵌入在太阳风中的磁场是错综复杂的。

“之前的图像显示外层日冕是一个光滑的结构，但在太空深处，太阳风是湍流和阵风，”世界资源研究所的克雷格·德弗里斯特博士说。利用新技术来提高图像的保真度，我们意识到电晕不是平滑的，而是结构化的和动态的。我们所理解的每一种结构都是由更小的结构组成的，并且比我们想象的更有活力。

为了了解日冕，DeForest和他的同事们首先对STEREO-A的日冕图像进行了扩展曝光。日冕图像是用一种特殊的望远镜拍摄的，这种望远镜可以阻挡来自明亮的太阳盘的光线。日冕仪非常敏感，可以对日冕进行详细的成像，但实际上，它的测量受到来自空间环境和仪器本身的噪声的污染。该团队的关键创新是识别和分离噪音，提高信噪比，并在前所未有的细节中揭示出外冕。

“我们无法对仪器本身进行修补，所以我们采用了一种软件方法，通过改善数据的信噪比，挤出尽可能高质量的数据，”DeForest说。“我们开发了新的过滤算法，设计并测试了它，以从噪声测量中描绘出真实的日冕。”

算法过滤光线并调整亮度。但最具挑战性的障碍是固有的:由于太阳风的运动而变得模糊。DeForest说:“这项技术不仅在空间上，在时间上，而且在一个移动的坐标系统中，调整了图像。”“这使得我们不仅可以通过风速来修正运动模糊，还可以通过特征在风中变化的速度来修正。”

伴随着前所未有的日冕观测结果，研究小组取得了一些突破性的发现。例如，冠状流线——可以喷发成日冕物质抛射的磁环，将太阳能物质送入太空——其结构比之前想象的要复杂得多。

“我们发现，没有一种东西是单一的，”DeForest说。“流线本身是由无数的细线组成的，这些细线加在一起，就能产生一种更明亮的特征。”

然后是理论上的阿尔芬表面——一个被提议的表面，或者像薄板一样的层，在那里逐渐加速的太阳风达到临界速度。但这并不是DeForest的团队所观察到的。

“我们发现并没有一个干净的阿尔芬表面，”DeForest说。“有一个广阔的‘无人地带’或‘阿尔芬区’，太阳风逐渐与太阳脱离，而不是一个单一的清晰边界。”

对冠状结构的仔细观察也提出了新的问题。用于估计太阳风速度的技术显示，在大约10个太阳半径的距离内，风突然改变了它的性质，这是在日冕本身的传统边界内。

“那里正在发生一些有趣的物理现象，”DeForest说。“我们还不知道它是什么，但我们知道它会很有趣。”

这些首次观测将为美国宇航局即将发射的帕克太阳探测器提供关键的洞见，这是美国宇航局首次从外部太阳冕中收集测量数据的任务。

由戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)管理的美国国家航空和宇宙航行局(NASA)通过一项有针对性的研究和技术拨款资助了这一立体声任务，并支持了这项研究。corr -2仪器是由海军研究实验室作为立体声任务的一部分建造和操作的。