地球大氣層中被稱為羅斯貝波的巨大漣漪有助於引導地球的急流和天氣模式。現在，《自然·天文學》雜誌上的一項研究提供了迄今為止最好的證據，表明類似的巨大特徵也存在於太陽上。
羅斯貝波於 20 世紀 30 年代後期在地球大氣層中被發現。在行星自轉的驅動下，人們在其他行星的大氣層以及地球的海洋中也看到了它們。科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心的太陽物理學家、該研究的主要作者斯科特·麥金託什說，從理論上講，這些波浪可以在任何旋轉的流體中形成。
他說，研究人員長期以來一直在尋找太陽上存在羅斯貝波的證據。更好地理解這些特徵及其運動可以幫助科學家更好地預測太陽黑子的形成和太陽耀斑的爆發。
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凝視太陽
過去，天文學家在尋找波浪時受到他們對太陽的有限視角的阻礙，因為只能從地球上看到太陽的一面。但是，三個太陽探測器——美國宇航局太陽動力學觀測站及其太陽地面關係觀測站 (STEREO) 任務的一部分——被定位了幾年，以便讓科學家們可以360°觀察太陽的大氣層（或日冕）。（天文學家在 2014 年年中一顆 STEREO 探測器滑到太陽後面後失去了與它的聯絡。）
麥金託什說，該團隊專注於稱為亮點（brightpoints）的熱而明亮的特徵模式，這些特徵點綴在太陽的日冕中，可以用來跟蹤太陽大氣層更深處物質的劇烈運動。研究人員使用探測器在 2010 年 6 月至 2013 年 5 月收集的資料，識別出明確的亮點簇，這些亮點簇平均以每秒約 3.25 米的速度在太陽北半球向西移動，在太陽南半球則以每秒約 2.65 米的速度向西移動。
麥金託什指出，亮點簇的向西移動速度比太陽大氣層底層的部分快，這是羅斯貝波的一個標誌。
研究人員將這些模式命名為“類羅斯貝波”，因為它們與太陽等離子體的磁活動有關，而不僅僅是流體運動。“我們在太陽上發現它們並不奇怪，”麥金託什說。“只是最近，人類歷史上第一次，我們能夠同時看到太陽的整個表面，”而不僅僅是面向地球的一面——這要歸功於太陽探測器的定位。
英國貝爾法斯特女王大學的天體物理學家 Mihalis Mathioudakis 說，該團隊的發現是太陽上存在羅斯貝波的第一個有力證據。
美國宇航局戈達德太空飛行中心（位於馬里蘭州格林貝爾特）的天體物理學家約瑟夫·古爾曼說：“如果這些特徵確實是羅斯貝波，那麼這是一個很好的結果。”在所有緯度和經度上對太陽表面進行全面觀察“提供了一個獨特的機會來發現我們以前沒有看到的東西”。
宇宙天氣模式
麥金託什說，亮點與增強的磁活動有關，因此更好地瞭解它們的形成、演化和運動可能有助於研究人員微調太陽活動模型。反過來，這可能有助於更好地預測良性太陽過程，例如太陽黑子的發展。但它也有助於預測潛在的破壞性太陽風暴的發生——即高能帶電粒子的巨大噴發，稱為日冕物質拋射 (CME) 進入太空。如果特別強的日冕物質拋射襲擊地球，它們會使通訊衛星癱瘓，並使大片地區的電網癱瘓。一些研究表明，這些“太空天氣”危害的成本可能約為每年 100 億美元。
加州斯坦福大學的太陽物理學家託德·霍克塞馬說：“如果研究人員能夠識別出太陽上的活動區域，並對它們將如何演化有一定的信心，那麼這可以給人們一些警告。”
但英國紐卡斯爾大學的太陽物理學家理查德·莫頓說，預測太空天氣“可能不像在地球上那麼直接”。太陽大氣層中強磁場和流體流動的複雜相互作用可能意味著長期太陽活動趨勢比短期發展（例如太陽耀斑可能在某一天發生的地點）更容易預測。
儘管如此，麥金託什和他的團隊仍然抱有希望。他們說，監測太陽的天氣模式並瞭解它們的起源對於提高太空天氣預測的準確性以保護我們的技術社會至關重要。
本文經許可轉載，並於2017 年 3 月 27 日首次發表。