《物理学进展》

在密西西比州,太阳科学家 Maria Weber 分享了物理

在太阳内部深处,磁场正在酝酿。它们伸展、扭曲并形成可以上升到太阳表面的环,阻止热量到达它。这些由此产生的较冷区域表现为称为太阳黑子的黑色斑点。磁场的这种缠结和扭曲也会引起爆炸性活动,例如太阳耀斑和日冕物质抛射,从而使磁场在整个太阳系中传播。在地球上,这些能量爆发可能会干扰无线电和 GPS 信号,而在太空中,它们会对宇航员构成威胁。
玛丽亚·韦伯博士在她职业生涯的第一部分是作为太阳物理学家研究的,除其他外,磁力可能会给太阳带来它的位置并驱动一些这种爆炸性活动。韦伯使用模拟来模拟这些磁绳,并将她的发现与 NASA 面向太阳的卫星和其他来源的观察结果进行比较。现在,她是密西西比州三角洲州立大学的物理学教授,也是该校威利天文馆的馆长。

您是如何决定成为一名太阳物理学家的?
我在印第安纳长大,我从没想过我会成为一名科学家。我一直只对物理学感兴趣,因为我认为看方程式如何描述世界和宇宙很酷。但我不认为我最终会从事研究或获得科学博士学位,我认为我会成为一名教师。我决定在大学主修物理和哲学。
作为一名本科生,我在国家太阳天文台做了两个夏天的研究。这让我进入了太阳天文学和太阳物理学的世界。我喜欢那种经历。这是一群关系密切的天文学家,因为我们在山顶的一个天文台。我认识了社区中的很多人,这让我想继续参与其中。一个夏天,我被接受从事太阳物理学研究,这只是一次幸运的经历,但它就这样坚持了下来。
你的研究领域是什么?
我研究了磁力是如何到达太阳表面的,并将其与我们观察到的太阳黑子的特性进行映射。这项工作基于这样一种想法,即我们的太阳在其内部产生磁带,然后磁力的小环上升到表面,产生太阳黑子。这些磁绳在到达地表时遇到的过程决定了太阳黑子的位置和倾斜度。
我的一部分是试图在太阳的磁力和我们在表面看到的东西之间建立联系。我基本上是在模拟中转动不同的旋钮来调整各种参数,并查看模拟表面附近的效果。然后我可以将这些与 NASA 任务(如太阳动力学天文台)和其他来源的太阳观测结果进行比较。
为什么这项工作很重要?
如果你观察到太阳风暴的发生、耀斑或日冕物质抛射,那么如果地球在它的轨道上,你有大约 12 小时到几天的时间,它会来并撞击地球。如果我们能得到几天的警告,非常准确,不是很酷吗?如果我们能够很好地预测这些太阳风暴,我们就可以在地球上更好地准备应对它们。
你现在做什么?
我是密西西比州的一名物理学教授和天文馆馆长。我喜欢研究,但这不是我的全部。我从外展和天文学交流工作中获得了很多乐趣,以至于我开始思考在博物馆或天文馆全职工作会是什么感觉。我在密西西比州找到了这个机会,在那里我可以成为一名教授和一个天文馆的馆长。
作为一名太阳物理学家,我仍在做一些与我的专业知识相关的事情,但我的教学太多了,没有太多时间用于研究。我也无法像以前那样使用超级计算机。当我接受这份工作时我就知道了。对我来说,我认为有机会看看我可以用自己的天文馆做什么是值得的。在密西西比州,在我们地区,学生在学校里没有很多科学教育资源。这是我们在这里的天文馆可以提供的一件事。
成为一名太阳物理学家如何影响您的世界观?
我正在学习有关太阳的所有这些东西,然后我意识到,嘿,太阳不是唯一的恒星。太阳是我们银河系中 4000 亿颗恒星之一。我们对太阳的许多了解也可以应用于其他恒星,但恒星行为还有很多其他可能性。事实证明,也许我们的太阳在某些方面是典型的,在某些方面是非典型的。考虑太阳如何适应一切,让我思考我们如何适应一切。