轨道望远镜揭示磁能量是太阳大气关键热源
太阳风中首次探测到现象可能帮助解决太阳长期谜题：为何太阳大气比表面热数百万度。地球轨道界面区域成像光谱仪（IRIS）和大气成像组件（AIA）图像显示证据：低矮磁环加热至数百万开尔文度。
莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和NASA马歇尔航天飞行中心研究者论证：较重离子如硅，在太阳风和太阳色球层与日冕间过渡区均被优先加热。那里磁化等离子体环持续弧形，不日冕上方表亲不同。它们小得多难分析，但长期被认为蕴藏磁驱动机制，以纳米耀斑形式释放能量爆发。莱斯太阳物理学家Stephen Bradshaw及同事曾怀疑，但IRIS前无充分证据。
高空光谱仪专为观测过渡区建造。NASA资助研究中，研究者描述重联环中“增亮”含强氧谱特征，尤其重硅离子。
Bradshaw团队、其前学生Shah Mohammad Bahauddin（现科罗拉多大气空间物理实验室研究员）、NASA天体物理学家Amy Winebarger研究IRIS图像，能分辨过渡区环细节并探测超热等离子体袋。图像允许通过发射光分析环内离子运动温度，读作谱线作为化学“指纹”。
“物理全印在发射谱线里，”Bradshaw副教授说。“想法是学这些微小结构如何加热，希望对日冕加热有所言说。这可能是贯穿太阳大气普遍机制。”
图像揭示热点谱：谱线被热和多普勒效应展宽，指示纳米耀斑涉及元素及其温度速度。热点处发现重联喷流含硅离子向（蓝移）和远离（红移）观察者（IRIS）移动，速度达100公里/秒。轻氧离子未探测到多普勒位移。
研究者研究机制两组成：能量如何从磁场释放，再如何实际加热等离子体。过渡区仅约10,000华氏度，但太阳表面对流影响环，扭曲编织构成其细磁丝，给磁场加能量最终加热等离子体，Bradshaw说。“IRIS观测显示该过程发生，我们合理确定至少第一部分答案是通过磁重联，喷流是关键特征，”他说。
此过程中，等离子体丝磁场在编织点断裂重联成低能态，释放储存磁能。发生处等离子体超热。但释放磁能如何加热等离子体至今仍是谜题。“我们看重联发生小环结构区域，测量离子发射谱线，主要硅氧，”他说。“发现硅离子谱线比氧宽得多。”
指示硅离子优先加热。“需解释，”Bradshaw说。“看和想，发现动力学过程叫离子回旋加热，偏向加热重离子而非轻离子。”称离子回旋波在重联点产生。重离子携带波更易受不稳定性影响导致波“破碎”产生湍流，散射激发离子。这使谱线展宽超出等离子体局部温度预期。轻离子情况可能剩余能量不足加热它们。“否则不超过触发不稳定性临界速度，轻离子更快，”他说。
“太阳风中重离子显著比轻离子热，”Bradshaw说。“已确凿测量。我研究首次显示这也是过渡区性质，因我们识别机制可能贯穿整个大气持续，包括加热日冕，特别是因太阳风是日冕向行星际空间扩展表现。”
下一问题，Bahauddin说，此现象是否全太阳同速发生。“极可能否，”他说。“问题是，对日冕加热问题贡献多大？能否供足够能量给高层大气维持数百万度日冕？”
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