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科學家們終於知道為什麼太陽慢下來了

沒有任何事物是永遠的。

天文學家認為他們可能終於解答了這一個謎題:太陽自轉怎麼減速了。

太陽通常在它的軸心自轉大約每個月一次,然而在二十年前,科學家發現令人困惑的現象,太陽外部比內部變得更慢5%的轉動速度,不過一個新的研究可能終於找到什麼原因了。

來自夏威夷大學天文研究所負責帶領的研究員Jeff Kuhn寫道:“太陽近期內不會停止轉動,然而我們已發現衝擊地球的太陽幅射(solar radiation)同樣也是讓太陽減速的原因,因為根據愛因斯坦的特殊相對論,致使太陽漸漸減速,是從它的表面開始。”

太陽的轉動並不是像大部份是堅固實體的地球一樣,相反地,地球自轉在不同地區有不同速率,它是依照地區的緯度和離太陽中心有多遠的距離,因此南北兩極會和赤道轉動的速度不同。

那是我們長久以來就知道的事,但是科學家不明白的是為什麼太陽外部地區相較於內部較慢5%的速度。

為了要弄明白是怎麼一回事,這個團隊觀察了NASA太陽動力學天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)的衛星資料有三年半時間,自2010年就開始觀察太陽了。

他們的資料是取自日震與磁成像儀(Helioseismic and Magnetic Imager,HMI),它是用來觀察太陽磁場裡的太陽能振盪(solar oscillations)。

研究人員注意到在太陽最外部150公里表層處的自轉速率有非常明顯的減少,他們預測是由於一種“光子煞車效應”(photon-braking effect)的作用。

研究團隊預測這種煞車效應類似一個叫做“坡印廷-羅伯遜效應”(Poynting-Robertson effect),是太陽輻射使得繞著星系軌道的塵埃微粒失去角度動力的過程而運動速度慢下來的效應。

他們覺得這樣的效應也同樣像煞車一樣在太陽外部區域的自轉發生,搞不好也有可能在宇宙其它恆星上有同樣戲碼。

Kuhn說:“是一股溫和的扭轉力讓它慢了下來,不過太陽早已超過50億年的壽命,這對它外部35,000公里處有著顯而易見的影響。”

現在最大的問題是太陽表面自轉減速會怎樣影響太陽能磁場,也就是什麼控制著太陽閃焰從太陽發射出來,那個同時也會對地球的電信產生影響。

這是研究人員希望在未來努力研究的部份,不過至少我們現在終於對太陽為啥慢下來有一個很好的概念了。

研究報告在最新一期的物理評論快報(Physical Review Letters)有刊載,可以在arXiv.org讀到全篇文章。

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