首个综合数据模型成功捕捉模拟太阳耀斑的全生命周期学术资讯

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据美国“物理学网”（Phys.org）1月15日消息称，《自然·天文学》杂志11月26日刊发的一篇研究论文透露，美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research，简称NCAR）和洛克希德·马丁太阳和天体物理实验室（Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory，简称LMSAL）共建的一个科学家小组第一次成功利用单一聚合计算机模型对太阳耀斑的整个生命周期进行了模拟实验。整个过程包含了从太阳表面以下数千公里处最初的能量汇集，到纠结的磁场线的出现，再到最后发生爆炸同时释放出能量和产生明亮闪光的不同位置和阶段。这一成果为将来开发出能够真实模拟太阳自身的实时天气状况的太阳数据模型提供了基础平台。

这一最新的综合模拟模型以一种比以往更如实的方式捕捉到包括太阳光发射光谱——人类已知该光谱与耀斑有关——在内的太阳耀斑形成全过程。LMSAL物理学家、美国斯坦福大学访问学者Mark Cheung介绍道：“这项研究工作让我们能够解释为什么耀斑看起来是目前的这种形态，以及为什么它不仅仅具有单一波长，而是在可见光波段内横跨了紫外线、极紫外线在和X射线。因此，我们正在对太阳耀斑的许多种颜色进行分析解释。”

在这项新研究中，科学家们建立的太阳数据模型必须涵盖太阳的多个区域，并且捕捉到每个区域中复杂而独特的物理效应。最后生成的模型运算开始于太阳对流区的上部——太阳表面以下约1万公里处——然后穿越上部，再从太阳表面上升起，最后推入太阳大气中4万公里处的高空，来到日冕区。在整个模型中，所反映的气体密度、压力和其他太阳特征之间的差异是巨大的。为了成功地模拟太阳耀斑从出现到能量释放的整个过程，科学家们需要在模型中植入详细的方程式，以便让每个区域（的数据）都能如实地对太阳耀斑的演化过程产生作用与影响。

目前该太阳模型已经表明它能够真实地模拟耀斑的整个生命周期，科学家们未来将用真实的太阳观测数据来测试它，看看它是否能够成功地模拟太阳表面实际发生的状况。NCAR的科学家Matthias Rempel展望道：“这是一个仅仅基于观测数据启发而建立的独立模拟模型，下一步是直接将观察到的数据输入模型，让它来驱动和模拟太阳正在发生的效应——这是一个验证该模型是否成立有用的重要方法。此外，该模型还能帮助我们更好地理解和定义我们在太阳上所观察到的某些具体现象。”

科界原创

编译：Jonathan

审稿：西莫

责编：张梦

期刊来源：《自然·天文学》

期刊编号：2397-3366

原文链接：

https://phys.org/news/2019-01-comprehensive-captures-entire-life-solar.html