像飞机拉线？太阳表面那些巨型龙卷风不是卷著吹的 而是水平吹的

地球上会刮龙卷风，但你可能想不到，太阳上也有龙卷风，而且超级大块头。

2012 年，在太阳动力学观测卫星拍摄的影像中，英国威尔士的天文学家发现太阳表面喷射的一个巨型龙卷风。

这个龙卷风规模相当于 5 个地球。龙卷风内的超高温气体以时速超过 16 万公里的速度螺旋运动，最高温度达到 200 万摄氏度。

日珥底部喷出的超高温气体温度在 5 万到 200 万开氏度之间。这些气体螺旋上升，形成龙卷风，最后进入高空大气层。

同样是在 2012 年，美国国家地理网站报道，挪威奥斯陆大学天体物理学家发现，太阳表面任何时候都存在大约 11,000 个超级磁场龙卷风。

而且每一个超级磁场龙卷风的规模都有美国的面积那样大。天体物理学家利用太空望远镜和地面望远镜已经在太阳表面发现了 14 个此类超级龙卷风。

望远镜所观测到的太阳龙卷风

据天体物理学家介绍，每一个超级龙卷风由炽热的旋涡状等离子体组成，高约 2,900 千米，每小时旋转前进速度达 14,500 千米。

早在 2008 年，这个太阳研究团队就已首次发现了这种太阳超级龙卷风，但直到那时才确认它们的存在。

但是现在一项新的研究推翻了当时科学家们得出的结论，争议点在于太阳表面龙卷风的移动方式。

太阳龙卷风3D模拟形态

格拉斯哥大学（University of Glasgow）的科学家 Nicolas Labrosse 在本周于利物浦举行的欧洲天文学和空间科学周（EWASS）上公布了他的研究。

他的研究团队利用多普勒效应构建了太阳龙卷风的 3D 图像，并模拟了磁场和气体压力差异将等离子体引导到过热的气流中的过程。

他们发现，这些“龙卷风”实际上是水平移动的，而不是螺旋运动。它们是沿大致平行于太阳表面约 80,000 公里的磁道以约 65 公里每秒的速度移动的气体结。

用一个形象的比喻，太阳龙卷风的移动轨迹很想我们看到的天空中飞机留下的长长的尾气。此前科学家们以为太阳龙卷风也是卷著走的，其实不然。

研究人员认为这种太阳龙卷风或许可以解释一个长久以来困扰科学家的谜团，即太阳上层大气为什么会比表面炽热 300 多倍。

热量问题

太阳上层暗淡的大气层，也称为日冕层。在日全食时，从地球上就可以看得到日冕层。

1939 年，太阳研究专家利用日食时机取样日冕光线，推算其温度高达 200 万摄氏度，远远高于太阳表面的 5,500 摄氏度。

这事儿就有点奇怪了，我们通常会觉得太阳就是个大火球，难道不该是越往里越热吗，它怎么还反其道而行之呢？对此，科学家认为是什么东西“偷”走了热量并将其带到了外层。

究竟是什么事件转移了热能呢？除了太阳表面的龙卷风，天文学家还提出了两种理论。

一种理论认为，太阳表面存在无数的“纳米”太阳耀斑，这些太阳耀斑，用现有的仪器理论上是看不到的，它们不断地向太空发射，从而不断加热日冕层。

另一种理论是，被称为“Alfvén”波的能量波以每小时 1,450 万千米的速度沿着太阳磁场线前进，从而将能量传输至日冕层。

但是后来太阳龙卷风出现了，着实让科学家们眼前一亮。研究人员开发出专门的计算机模型用于描述太阳龙卷风的结构。

计算机模型的模拟结果与利用瑞典 1-m 太阳望远镜和美国宇航局的太阳动态天文台所观测到的实际结果非常吻合。

根据他们的模型，研究人员认为，当炽热的太阳表面粒子上升涌入大气层后再下沉，这一过程就会形成太阳龙卷风。粒子向下的下沉运动会带动太阳磁场线的旋转扭动，于是就产生了旋涡。

磁场线的每一个旋涡可延伸数千千米直到太阳日冕层，旋涡又带动炽热的太阳表面等离子体一起运动。每一个这样的太阳超级龙卷风可以持续大约 13 分钟。

爆发的结局

相比这个巨型龙卷风结构，地球上真正的龙卷风简直就是小巫见大巫，其从太阳表面向外的延伸距离超过 20 万公里。当然，太阳的这种结构是由完全不同的机制驱动的。

在地球上，龙卷风通常是由一股暖湿气流逐渐上升，并在强烈的风切变效应下开始旋转造成的，这种情况常常发生于雷暴云系中。

而太阳上的情况则完全不同，这里的所谓“龙卷风”结构是由太阳表面的磁场形成的。这些强烈磁场的磁力线两端都根植于太阳表面，中部弯曲向外。

当太阳表面发生剧烈的等离子体抛射，即大量带电的高温气体正好冲击了这些磁力线的一端时，在磁场的作用下，它们将沿着磁力线的方向运动并随之发生旋转。

由于有了这些磁力线的约束，这些等离子体爆发并不会产生向行星际空间发射的粒子抛射事件，但另外一些日珥则不同，它们常常会发生爆发，并造成巨量的高温带电粒子云冲入太空。

当这些带电粒子云，即所谓日冕物质抛射（CMEs）正对地球发生，这些带电粒子将可以导致地面和和卫星设备损坏或故障，并引发绚丽的极光。

但是科学家也表示，这样的案例是罕见的，或许也正是因为这种结构是不稳定的，一般都会以发生日冕物质抛射而告终。