太阳是圆的还是不圆的？

2008年6月5438日+10月2日:科学家使用美国国家航空航天局的RHESSI卫星以前所未有的精度测量太阳的圆度。他们发现太阳不是一个完美的球体。在多年的活动高峰期，太阳产生了一层薄薄的“瓜皮”，明显增加了外观的椭圆度。他们的结果发表在65438年10月2日的《科学快报》上。

研究合作者，加州大学伯克利分校的休？哈德森说:“在太阳系中，太阳是最大最平滑的自然天体。由于其强大的引力，其外观在0.001%的水平上保持完美。测量它的确切形状并不容易。”。

团队通过分析来自鲁文？Ramaty高能太阳光谱成像望远镜(简称RHESSI)的数据完成了这项工作。RHESSI是一台X射线/伽马射线望远镜，于2002年发射，用于研究太阳耀斑。虽然RHESSI的目的绝不是测量太阳的圆度，但它是实现这一目的的理想设备。RHESSI从窄缝中观察太阳，每秒自转15？时间。卫星的快速旋转和高速数据采集率(捕捉快速太阳耀斑所必需的)使研究人员能够跟踪太阳的形状，系统误差比以往任何研究都小。他们的技术对两极和赤道直径的微小差异(即“椭圆度”)特别敏感。

太阳上的“瓜岭”。闪亮的白色磁网在太阳活动高峰期给了太阳额外的椭圆度。洛杉矶的天文学家加里？帕尔默在2005年7月29日用紫钙k线滤镜拍摄了这张照片。请点击大图。

哈德森描述道:“我们发现太阳的表面有一个粗糙的结构:明亮的脊呈网状排列，就像哈密瓜的表面一样，但太阳更精细。”在太阳周期的高峰期，太阳赤道周围出现山脊，使恒星的腰部变亮变粗。当RHESSI在2004年测量时，该脊使太阳的赤道半径增加了10.77±0.44毫角秒，这相当于从1英里以外观看人类头发的宽度。

美国国家航空航天局总部的RHESSI任务科学家阿列克谢？佩夫佐夫说:“这听起来可能是一个非常小的角度，但实际上非常重要。”例如，与完美球体的轻微偏差可以影响太阳对水星的引力作用，爱因斯坦相对论的偏差测试取决于对内行星轨道的仔细测量。小突起也是隐藏在太阳内部的运动的证据。举个例子，如果太阳有一个形成初期遗留下来的高速旋转的核心，而这个核心相对于外层是倾斜的，那么结果就是表面出现一个凸起。" RHESSI的精确测量对任何模型都有严格的限制."

瓜脊的本质是磁场。他们在太阳表面勾勒出一个名为“超级颗粒化”的巨大气泡对流元素。超级颗粒化就像水壶里的气泡被放大到恒星的尺度。在太阳上，它们的直径为30000公里(是地球的两倍)，由沸腾的磁化热等离子体组成。气泡结构中心的磁场被扫向边缘，形成磁脊。临近太阳峰年，太阳内部的发电机“加速”产生最强磁场，此时磁脊最为明显。很多年前，太阳物理学家就知道了超级颗粒和磁网，但直到现在，RHESSI才揭示了它们与太阳椭圆率之间意想不到的关系。

右图:在这张示意图中，为了方便观看，太阳的椭圆率被放大了10000倍。蓝色曲线代表太阳在三个月内的平均外观。黑色星号表示10天的短时间内的平均值。10日平均曲线的波动是真实的，是由太阳黑子附近的强磁脊引起的。请点击大图。

哈德森说:“在扣除磁网的影响后，我们得到了太阳的‘真实’形状，这种形状纯粹来自重力和运动。修正后的太阳非磁椭圆率为8.01.14毫角秒，接近基于简单自转的预测值。”

美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的太阳物理学家大卫？哈撒韦评论道:“这个结果与太阳物理学和引力理论有着长期的关系。他们表明，太阳的核心不会比表面旋转得太快，而且在爱因斯坦的广义相对论之外，太阳的椭圆率太小，不足以改变水星的轨道。”

对RHESSI椭圆率数据的进一步分析，也将使研究人员能够探测到太阳内部反射的一种声波——引力振动，即“G模式”，这种模式已经被追捧了很久。监测G模式可以开启太阳物理学的新领域——研究太阳的内核。

哈撒韦惊呼:“这一切都来自于对卫星数据的灵活运用，而卫星的设计目的与此完全不同。恭喜RHESSI团队！”

报告这一结果的论文“由表面磁场引起的太阳外观椭圆度超标”是由马丁？菲维安、休？哈德森、罗伯特？林和杰布兰？扎希德，发表在65438年10月2日的科学快报上。