隨著哈工大（深圳）空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究院教授馮學(xué)尚與副教授袁丁面向“太陽日冕加熱問題”，利用全球最大口徑的太陽望遠(yuǎn)鏡和高性能計算機模擬手段，提出了太陽等離子體加熱的革新性物理機制，中國人對太陽的研究又更進(jìn)一步。

日前，該成果以《強磁化太陽黑子中的橫模振蕩與能量源》（Transverse Oscillations and Energy Source in a Strongly Magnetized Sunspot）為題發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上，哈工大（深圳）副教授袁丁為第一兼通訊作者，碩士研究生付立博為第二作者，教授馮學(xué)尚和博士后Blazej Kuzma為合作作者。記者了解到，這項研究集合了歐洲、美國等多國科學(xué)家、科研機構(gòu)的共同努力。哈工大（深圳）空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究院馮學(xué)尚教授與袁丁副教授作為課題發(fā)起者，承擔(dān)了“總設(shè)計師”的工作，助人類理解太陽再上臺階。

弄清日冕加熱的原理將推進(jìn)“人造太陽”科研

“中國探月工程”已成功從月球帶回了月壤。月亮越來越“近”，那么太陽呢？哈工大（深圳）空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究院副教授袁丁表示，目前人類對太陽的研究仍停留在“初級階段”?！艾F(xiàn)階段，我們研究太陽主要服務(wù)航空宇航、通訊導(dǎo)航等領(lǐng)域。隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，人類在太空中的資產(chǎn)越來越多，如空間衛(wèi)星、空間站、月球（火星）基地，與之相隨的是龐大的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。而太陽的活動直接威脅著人類的太空資產(chǎn)。太陽風(fēng)暴來襲，電力網(wǎng)絡(luò)或通訊系統(tǒng)受損，我們將面臨沒有電力、通信、互聯(lián)網(wǎng)和社交媒體的生活。”

據(jù)介紹，太陽日冕加熱問題是太陽研究領(lǐng)域的“顯學(xué)”，曾在2012年被SCIENCE《科學(xué)》雜志選為當(dāng)代天文學(xué)的八大未解之謎之一。

袁丁本科在哈工大學(xué)習(xí)光信息科學(xué)與技術(shù)，在瑞典皇家理工大學(xué)取得核能工程碩士，此后又在英國華威大學(xué)獲得物理學(xué)哲學(xué)博士。復(fù)合、跨學(xué)科的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，為他后來研究太陽物理打下了扎實基礎(chǔ)。2017年，完成學(xué)業(yè)后，袁丁來到哈工大（深圳）空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究工作?！斑@是一個諾獎級別的科研主題?！痹≌f，他長期關(guān)注日冕加熱問題：日冕為什么那么熱？弄清日冕加熱的原理，將推進(jìn)“人造太陽”相關(guān)科研，人類用上安全、清潔、高效、可持續(xù)的“人造太陽”能源或?qū)⒉辉偈菈粝搿?/p>

科幻小說《三體》描述的未來世界里，人類造出了可控核聚變裝置——反應(yīng)爐中燃起的“微型太陽”，消耗少量的燃料就能釋放出巨大的熱量用于發(fā)電，這種裝置被稱為“人造太陽”?！　?/p>

開創(chuàng)日冕加熱革新性領(lǐng)域 研究成果引發(fā)熱議

談及研究的意義，袁丁稱該研究最大的突破是首次探測到比日冕加熱所需能量流強上萬倍的全新能量源，并利用超級計算機模擬重現(xiàn)了該能量源的等離子體加熱效應(yīng)，開創(chuàng)了日冕加熱的革新性領(lǐng)域。該研究具備解決日冕加熱問題這一百年物理學(xué)難題的潛力，有望成為下一代4-8米口徑太陽望遠(yuǎn)鏡等大型國際科研設(shè)備的重點科學(xué)目標(biāo)。

據(jù)了解，論文發(fā)表之后，引起了科學(xué)界和公眾密切關(guān)注。Nature雜志社邀請意大利宇航局著名科學(xué)家Marco Stangalini針對此研究撰寫評述，評價此研究對于日冕加熱理論的突破性貢獻(xiàn)和對于大型地面太陽望遠(yuǎn)鏡建設(shè)的指導(dǎo)意義?！秶业乩怼返仁畮准覈H著名媒體和科學(xué)雜志報道了此項研究。

該研究探測到比日冕加熱所需能量流還強的全新能量源，這不禁誘發(fā)聯(lián)想——《三體》中的“人造太陽”會否因此更加接近現(xiàn)實？袁丁表示，該成果的確有助于推動“人造太陽”的等離子體加熱技術(shù)研發(fā)?！爱?dāng)然，無論是‘人造太陽’還是‘星際旅行’，都不太可能在短期內(nèi)變?yōu)楝F(xiàn)實，但該項研究成果為后續(xù)的研究奠定了非常重要的基礎(chǔ)?！痹”硎?，該成果將相關(guān)科研的“進(jìn)度條”往前推動了一步。

聲音

下一步，團隊研究的焦點是太陽黑子的全新能量源是否普遍存在。再往前的目標(biāo)則是將該理論應(yīng)用到恒星黑子，利用先進(jìn)的數(shù)學(xué)建模和天文設(shè)備探索恒星黑子的等離子體加熱機制。

——袁丁透露團隊將繼續(xù)聚焦日冕加熱領(lǐng)域的科研