【大紀元2021年03月21日訊】（大紀元記者笛睿編譯報導）自從科學家知道太陽的日冕層（corona）下面存在一個色球層（chromosphere）之後長達二十年的時間里，僅在日全食的時候，偶爾在月球的剪影之下，才能一睹太陽色球層的風采——一層亮紅色的光環。
色球層顧名思義，就是有顏色的一層，是太陽大氣層主要三層中的第二層，厚度約2,000公里，夾在日冕層和光球層（photosphere）的中間。色球層的密度很低，加之光球層的高亮度，因此沒有特殊的設備一般都看不到看到這個層次。所以在發現這個層次存在之後一百多年來，科學家對這個層次的了解仍然很有限。
為什麼探測色球層
人們已習慣使用地面的天氣預報安排各種生活和生產活動，科學家正致力拓展開發「太空天氣預報」，主要圍繞太陽的活動情況做出預報。太陽表面拋射物和噴發的活動，對地球上人類的活動，以及太空項目都有相當大的影響。
在影響太陽活動的因素中，太陽的磁場是背後重要的推動因素之一。太陽的磁力線從太陽的表面延伸到比地球更遠範圍的空間，可是它們不可見，科學家只能間接探測它們，例如通過等離子、高溫氣體發出的光，就像高速公路上的車燈一樣照出它們的線條。磁力線的分布特點——分散而筆直還是緊密而糾纏，對於太陽表面的活動造成很大的影響。
這項新研究的主要作者日本國立天文台的物理學家石川涼子（Ryohko Ishikawa）說：「太陽既美麗又神秘，它的磁力線控制著它每時每刻的活動。」
在理想的情形下，科學家認為從日冕層可以得到磁力線數據，因為太陽的噴發活動都發生在這一層，但是這一層等離子體分布太稀疏，讀數不準確。日冕層的密度還不到地球海平面大氣密度的十億分之一。
所以，科學家後來改為測量密度高得多的光球層，再利用數學模型推測日冕層的數據。可是科學家又發現，磁力線在色球層的變數太大了，這樣跳過色球層用模型推測的數據準確度太低。
美國宇航局（NASA）前工程師拉赫梅勒（Laurel Rachmeler）說：「色球層是個炙熱、混亂的一層。我們簡化地對光球層和日冕層分別進行估計，但是由於不明確色球層的情況，這些估計都失敗了。」
所以，要了解太陽活動的情況，色球層是不可忽略的一個層次。
這份研究第一次突破了這個障礙，美國、日本、西班牙和法國的科學家合作，發明了一種全新的方法測量色球層的磁力線。
看一眼就掉下來的探測器
他們把2015年使用的色層分光旋光計（CLASP）進行改裝，發射了色層分光旋光計2號（CLASP2）測量太陽的磁力線。CLASP系列項目是一種測量火箭，讓測量設備搭載火箭發射升空，幾分鐘之內就在降落傘的幫助下落回地面。這種探測方式比發射衛星探測器的成本低、規劃時間短，也是試驗新技術的好辦法。
這項研究中，CLASP2被發射到離地274公里的高空，快速完成對太陽的測量後落回地面。
三個項目合作
項目組安排在CLASP2測量的同時，讓NASA的界面區域成像光譜儀（IRIS）、日出號（Hinode）太陽探測衛星也同時對準太陽的同一位置的不同高度進行測量。
通過這三個項目的合作，NASA有史以來第一次測得太陽色球層內部和周圍同一位置、四個高度層次的磁力線數據。
研究者表示，從數據上看到最驚人的特點是，太陽色球層磁力線變化太大。研究組希望接下來使用這種新的測量方法，繪制出整個色球層磁場的情況，將為太空天氣預報提供重要的信息。
這項成果2月19日發表於《科學進展》（Science Advances）期刊。◇
責任編輯：朱涵儒
