在太阳发现类似于控制地球天气的罗斯比波

由马克斯·普朗克太阳系统研究所(MPS)和哥廷根大学(University of Gottingen)领导的一个科学家小组在太阳上发现新涡旋波。正如《自然天文学》期刊所描述的那样，这些罗斯比波的传播方向与自转方向相反，持续几个月，以及太阳赤道处的最大振幅。四十年来，科学家们一直在推测太阳这种波的存在，这种波应该存在于每一个旋转流体系统中。现在，第一次被明确地发现和描述。在地球的大气和海洋中，太阳的罗斯比波是已知的罗斯比波的近亲。

太阳罗斯比波是一种涡旋的波，其运动方向与旋转方向相反。它们在太阳赤道地区有最大振幅。图片：MPS

在地球北半球的几乎所有气象图中，大气罗斯比波都是显著的特征。它们出现在急流中，将北方寒冷的极地空气与较温暖的亚热带空气分开。有时这些海浪到达赤道地区，甚至影响到澳大利亚的天气。由于科氏力的作用，这种类型的波(通常称为行星波)出现在每一个旋转球上。土星的六边形，在地球北极的稳定的云层模式，也可能是这些波的一个表达。大约40年前，人们就预言了在恒星中存在的Rossby波。该研究小组的协调人、负责该发现和主任的洛朗·吉松教授说：太阳的罗斯比波具有非常小的振幅和几个月周期，因此很难探测到。

这项研究需要对太阳进行多年的高精度观测。来自国会议员的科学家们分析了从2010年开始运行的NASA太阳动力学观测台(SDO)上6年数据集。HMI图像具有足够高的空间分辨率，使我们能够跟踪太阳表面光圈颗粒的运动，这些颗粒是小的对流，在太阳表面大约有1500公里的大小。在新研究中，研究人员将颗粒作为被动示踪剂，以揭示与罗斯比波相关的底层、更大的涡流。此外，利用太阳地震学的方法证实了这一发现，并研究了在太阳内部深度为20000公里太阳内部的罗斯比波。

太阳罗斯比波是一种涡旋的波，其运动方向与旋转方向相反。它们在太阳赤道地区有最大振幅。图片：MPS/NASA/HormesDesign

总而言之，在太阳上发现了大量的涡旋，它们的方向与自转方向相反。Gizon解释说：这些波只在赤道地区看到是完全出乎意料的。涡旋的模式稳定了几个月。研究人员首次确定了波的频率和波长之间的关系，因此很清楚地将其识别为罗斯比波。太阳罗斯比波的大小是巨大的，波长与太阳半径相当。它们是太阳内部动力学的重要组成部分，因为它们贡献了太阳一半大的动能。

博科园-科学科普｜参考期刊：自然天文学｜来自：马克斯普朗克协会