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【读新闻】史上最接近太阳的探测器,正在代替人类“直视太阳”

作者:童闻  浏览次数:2439 
发布时间 :2019-12-05 11:22:45

新闻导读:太阳风是怎么产生的?日冕又是什么东西?太阳是怎么发出高能粒子的?你想去探索吗?请看《读新闻》栏目推荐的来自科技日报的报道——


科技日报北京12月4日电 (记者张梦然)史上最接近太阳的探测器,正在代替人类“直视太阳”。英国《自然》杂志4日同时公开4篇天体物理学重要研究成果——“帕克”太阳探测器的原始数据。该探测器超越了太阳的日球层,抵达距太阳约2400万公里处,其上搭载的仪器对日冕中的活动进行了观测,为人类理解太阳风的起源和高能粒子物理学提供了新见解。

日冕产生太阳风——由太阳不断发出的高能粒子。远程观测已经揭示了太阳风形成背后部分机制的细节,但是其他过程一直较难探索。大部分测量都是在距离太阳1个天文单位(日地平均距离)处进行的。已知太阳风由太阳向地球运动时会发生变化,但是这些变化的程度和起源一直都不清楚。

现在,帕克太阳探测器提供了迄今距离太阳最近的日冕观测结果,实现了对太阳前所未有的观测。例如,过去的任务已经表明太阳风自日冕发出时会加速,但是这背后的原因却不甚明了。在本次发表的一项研究中,美国密歇根大学安娜堡分校团队报告称,磁场变化增加了太阳风外流的速度。他们测量所得的速度高于模型研究预测的速度。

在另一项研究中,加州大学伯克利分校重点研究了慢太阳风(速度低于500公里/秒),其起源不如快太阳风明确。他们发现慢太阳风起源于太阳赤道附近的日冕洞。

英国伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室丹尼尔·维斯查伦评论称,在接下来的5年里,“帕克”探测器将不断接近太阳,最终抵达距离太阳表面仅略超过600万公里处,并将继续带来新的发现。在此期间,太阳将进入其11年活动周期中的较活跃阶段,因此我们可以期待未来几年收获更加令人兴奋的结果。


延伸阅读:

前所未有的突破!来自帕克太阳探测器的最新数据!


帕克太阳探测器最近一次接近一颗恒星几周后,也就是从2018年10月31日到11月11日,帕克太阳探测器完成了它的第一个太阳相遇阶段,加速穿过太阳的外层大气——日冕——并使用四套尖端仪器收集了前所未有的数据,而这些首次太阳相遇的科学数据刚刚进入任务科学家的手中,这是这个领域的许多人多年来一直在期待的时刻,物理学家们已经等了60多年,他们正在思考如何利用这些前所未见的数据,这些数据有可能为我们的恒星——太阳的物理学提供新的线索。

帕克太阳探测器是以尤金·帕克的名字命名的。1958年,物理学家尤金·帕克首次提出太阳风存在的理论,太阳风是太阳不断喷发出的物质。这是美国宇航局第一次以一个活生生的人的名字命名任务。Gene Parker革命性的论文预测了日冕和太阳风的加热和膨胀。现在,有了帕克太阳探测器,我们就能够真正理解是什么驱动着这股持续不断的流到日球层的边缘。

 


太阳的影响是深远的。太阳风,它的物质外流,填满了我们太阳系的内部,形成了一个气泡,包围着行星,并延伸到远远超过海王星的轨道。太阳风嵌入带电粒子和太阳能材料中,携带着太阳磁场。日冕物质抛射的额外一次性喷发也携带着这种太阳磁场——在这两种情况下,这种被磁化的物质可以与地球的自然磁场相互作用,并引起地磁风暴。这样的风暴会引发极光甚至断电,而其他类型的太阳活动会造成通讯问题,扰乱卫星电子设备,甚至危及宇航员——尤其是在地球磁场的保护层之外。

我们太阳系的其他星球也经历着它们自己版本的这些类似效应,在行星之外,太阳的物质与星际介质碰撞,星际介质填充了恒星之间的空间。这一区域的相互作用对高能银河宇宙射线射入太阳系的频率起着重要作用。所有这些效应都源于复杂的系统——但它们都起源于太阳,因此掌握驱动恒星活动的基本物理原理至关重要。

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帕克太阳探测器被设计用来解决关于太阳物理的三个主要问题。首先,太阳的外层大气,日冕,是如何被加热到比下面可见表面高300倍的温度的?第二,太阳风是如何以如此快的速度加速到我们观测到的高度的?最后,太阳中一些最具能量的粒子是如何以超过光速一半的速度远离太阳的?


而帕克的仪器正是被设计成以前不可能的方式来观察这些有问题的现象,这给了科学家们在研究太阳大气层方面取得新进展的机会。

例如,在WISPR套件中(太阳能探测宽视场成像仪),帕克太阳探测器的成像仪将对年轻的太阳风有一个新的视角,捕捉到帕克太阳探测器穿过太阳日冕时太阳风是如何演变的。航天器的是ʘ套件将帮助科学家深入研究高能粒子加速的原因。航天器场仪器套件的电场天线可以接收到能够揭示日冕加热原因的无线电脉冲。

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这张照片从帕克太阳探测器就是wispr仪器显示冠状拖缆在太阳的东翼看到11月8日,2018年美国东部时间凌晨1:12点。冠状带结构的太阳能材料在太阳的大气层日冕通常位于地区太阳活动的增加。流光的精细结构非常清晰,至少可以看到两条射线。这张照片拍摄时,帕克太阳探测器距离太阳表面约1690万英里。靠近图像中心的明亮物体是木星。

太阳探测杯仪器——它超出了航天器的隔热层,暴露在整个太阳环境中——测量太阳风中不同离子种类的热特性。结合来自FIELDS套件的数据,这些测量可以帮助揭示太阳风是如何被加热和加速的。

来源:科技日报

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