地球上有海啸，太阳上也会有吗？太阳上没有液态水，也没有海洋，但有近似在地动的剧烈发作征象，如耀斑以及日冕物资抛射。天体物理学家们以为，太阳年夜气中的剧烈发作，即耀斑或者日冕物资抛射，肯定会扰动太阳年夜气，从而孕育发生近似在地球海啸的太阳年夜气颠簸，并将其称为“太阳海啸”。近期，山东年夜学空间科学研究院传授郑瑞生与海内外互助者于国际学术期刊《天体物理学研究快报》上揭晓论文，研究了“太阳海啸”的不雅测特性，并为解决“太阳海啸”的一个未解之谜提供了要害线索。

从“脚印”发明“太阳海啸”

太阳源源不停地为地球提供光以及热，是万物生长的能量源泉。太阳看起来是安静暖和的，并且亿万年如一日。然而现实上，咱们肉眼所见的只是太阳外部年夜气的最底层，称为光球层，厚度约500公里。光球层上方，是2000公里厚的色球层；色球层再往上，是一个厚度随时间以及空间迅速变迁的薄层，即“过渡区”；过渡区之上，就是太阳年夜气的最外层，称为日冕，厚度可达数百万千米。从光球到日冕，年夜气密度以及磁场强度随高度增长迅速降低，而温度则随高度增长迅速升高。

根据颠簸理论，任何扰动城市于介质中孕育发生颠簸，例如咱们所认识的声波以及水面波。太阳年夜气是由磁场主导的等离子体（固体、液体、气体以外的物资第四态）构成，是以，太阳年夜气中的颠簸是于等离子体情况下声波与磁场耦合而成的磁声波。那末，太阳年夜气中的剧烈发作（耀斑或者日冕物资抛射）肯定会扰动太阳年夜气，从而孕育发生近似在地球海啸的太阳年夜气颠簸。天体物理学家们将其形象地称为“太阳海啸”。

成心思的是，“太阳海啸”的发明还要归功在其“脚印”的发明。这是怎么回事呢？

20世纪60年月初，美国天文学家盖尔 莫尔顿发明，于一次太阳发作以后，色球层上呈现了从发作中央向别传播的圆弧形颠簸，速率高达1000公里每一秒，流传间隔可达数十万千米。这类“色球海啸”征象被定名为莫尔顿波。

莫尔顿波是色球中孕育发生的波吗？假如是，色球等离子体情况（高密度、低声速等特性）要求速率高达1000公里每一秒的莫尔顿波必需是强激波。可是，这类强激波会迅速衰减，没法流传很远的间隔，与不雅测成果彼此抵牾。以是，莫尔顿波不成能是源自色球的颠簸。

针对于这个问题，1968年日本天文学家内田裕中提精彩球莫尔顿波是日冕中的磁声波于流传历程中向下压缩色球外貌而留下的印迹，比如地球年夜气中发作惹起的打击波扫过地面或者水面而造成的波。他的模子乐成预言了“太阳海啸”发源在日冕，并明确指出莫尔顿波只是“太阳海啸”的“脚印”。

证明“太阳海啸”的存于

然而，“太阳海啸”“脚印”发明后的20多年里，始终没有探测到理论预言的日冕中的“太阳海啸”。这重要是由于日冕辐射集中于极紫外（EUV）以及软X射线波段，而这些辐射会被地球年夜气强烈接收。别的，日冕的可见光辐射是光球可见光辐射的百万分之一，以是人类对于日冕的初期不雅测重要靠日全食某人造日蚀仪器——日冕仪。这给发明“太阳海啸”带来坚苦。

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不雅测仪器的前进给研究带来曙光。1995年末，太阳以及日球层天文台（SOHO）卫星乐成发射后，其上搭载的极紫外成像千里镜（EIT）最先了日冕极紫外波段的高精度不雅测。随后的1997年5月，第一个真实的“太阳海啸”就被EIT发明了，其体现为从发作中央向四面八方流传的圆形波前。因为发明所接纳的千里镜是EIT，以是“太阳海啸”最初被称为日冕EIT波。别的，由于“太阳海啸”重要体现于EUV波段，就呈现了新的名字日冕EUV波。

日冕EIT/EUV波的发明惹起了太阳物理界的极年夜乐趣，同时带来了“太阳海啸”的研究热潮。

科学家们的研究热门集中于“太阳海啸”的物理素质——是不是物理上真实的颠簸，以及触发机制——由甚么发作勾当惹起的。颠末20多年的研究，太阳物理学家们基本一致以为，这些“太阳海啸”与日冕物资抛射等发作征象有着紧密亲密联系关系，重要由发作布局外围冕环的横向倏地膨胀所引发。

解开“脚印”的稀有之谜

患上益在21世纪前后发射的日地瓜葛天文台（STEREO）以及太阳动力学天文台（SDO）卫星，截至今朝，“太阳海啸”不雅测事例已经有成千盈百。然而，自觉现以来，色球莫尔顿波事务却只发明数十个，与年夜量存于的日冕“太阳海啸”于数目上造成光鲜对于比。为何年夜部门“太阳海啸”于色球上都没留下“脚印”？色球莫尔顿波云云稀有的缘故原由是甚么？这是太阳物理学范畴的一个未解之谜。

为了揭开色球莫尔顿波稀有之谜，笔者及其互助者查阅了2010年以来的所有日冕EUV波及响应的色球莫尔顿波事务，从中遴选出可被SDO以及STEREO两颗卫星双视角同时不雅测到的事例，寻觅可能解决该谜题的千丝万缕。

咱们对于比阐发径向以及歪斜两类发作事务中“太阳海啸”的低层年夜气相应，提出“太阳海啸”乐成引发色球莫尔顿波的要害要素颇有多是发作的高度歪斜位形（歪斜角度应高达约70度）。这个很好理解：径向发作孕育发生的日冕波前向下压缩太阳外貌威力弱，而高度歪斜的发作能帮忙日冕波前更强烈压缩太阳低层年夜气从而引发色球莫尔顿波。有评论以为，咱们的研究为回覆色球莫尔顿波稀有之谜提供了要害线索，对于周全理解“太阳海啸”的引发机制以及立体流传有着主要意思。

虽然，“太阳海啸”不像太阳风暴那样间接影响近地空间情况，但对于其研究也有着庞大意思。好比，经由过程阐发“太阳海啸”与日冕布局（日珥、冕环等）的彼此作用，可以诊断日冕等离子体参数以及磁场强度，要领近似在哄骗地动波来获取地球内部布局。此外，“太阳海啸”可以反应出太阳发作的触发机制，并能猜测随后的太阳风暴会怎样影响地球。笔者致力在研究有趣又有价值的“太阳海啸”征象，但愿有更多的科研职员介入进来，配合展现更多的“太阳海啸”之谜！

（作者：郑瑞生，系山东年夜学空间科学研究院传授）

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