夸父追日;后羿射日;伊卡洛斯用蜡做成翅膀飞向太阳,结果因飞得过高,蜡被太阳融化而跌落水中丧生……这些故事至今仍在人们耳边流传。太阳为地球上的明升m88提供能量,在人类明升m88中扮演重要角色,但太阳风和带电粒子也会引发某些太空天气事件,干扰无线电通信、电网等。这些事件为何以及如何发生?对地球产生何种影响?迄今还未被人类完全理解。
随着科技不断发展,人类现在终于可以与太阳“亲密接触”。即将于今年夏季发射的美国国家航空航天局(NASA)“帕克”太阳探测器和将于2020年升空的欧洲空间局(ESA)太阳轨道器,尽管技术上存在差异,但殊途同归,都将为我们提供有史以来最好的机会,揭示太阳风等活动的复杂性,了解太阳的工作原理以及对太空环境的影响等。
为何日冕比太阳表面热很多
据NASA官网近日消息,这两款探测器都将研究太阳的外部大气层——日冕。日冕的大部分行为都无法预测,明升体育app家对其知之甚少。目前有两大疑问尚待解开:日冕的温度为什么比太阳表面的温度高很多?太阳风为何持续不断地以极高的速度喷涌而出?
我们可以看到远处的日冕,甚至可以测量太阳风穿越地球时的情况,但直到最近才拥有可以承受太阳附近热量和辐射的技术,得以与太阳“亲密接触”,近距离研究日冕。
NASA戈达德太空中心“帕克”太阳探测器任务研究明升体育app家埃里克·克里斯汀说:“这两个探测器使用的技术有所不同,但任务互补:它们将给日冕拍照,并研究太阳两极的情况。”
“帕克”将以前所未有的距离靠近太阳——距离太阳表面约600万公里。目前,距离太阳最近的探测器纪录由上世纪70年代发射的“太阳神2号”(Helios B)探测器保持,距太阳约4343万公里。
在与太阳“亲密接触”时,“帕克”将用它的4套明升体育app仪器给太阳风拍照,并研究太阳的磁场、等离子体和高能粒子,揭示太阳外层大气的真实结构,帮助我们理解为什么日冕的温度比太阳表面高很多——日冕的温度可以飙升至几百万华氏度;而太阳表面之下,即光球层的温度仅徘徊在1万华氏度左右。
而太阳轨道器将在距太阳约4200万公里的范围内活动,处于一个高度倾斜的轨道上。在此轨道上,太阳轨道器将成为首个能直接为太阳两极拍照的探测器。目前,我们对太阳极地的了解也很少。
揭开太阳风的“庐山真面目”
此外,这两款探测器都将研究太阳风——太阳持续不断喷射出的充满内太阳系的、被磁化的气体,其与整个太阳系的磁场、大气层甚至太阳系内天体的表面相互作用。在地球上,这种相互作用会引发极光,有时会破坏通信系统和电网。
此前获得的数据让明升体育app家们相信,日冕会给粒子加速,让太阳风达到令人难以置信的速度:当太阳风离开太阳并穿越日冕时,速度加快了两倍。当太阳风到达测量其一举一动的航天器时,它已经旅行了约1.48亿公里,这段时间足以让这些带电气流与其他粒子混杂在一起,导致其某些特征丢失。
“帕克”太阳探测器将在太阳风刚形成并离开日冕时捕捉太阳风,将原始观测结果传回地球;而太阳轨道器所处的位置让其可以很好地观察太阳的两极,其提供的信息有助明升体育app家洞悉太阳风的结构和行为在不同纬度的变化情况。这两款探测器协同作战,优势互补,有助明升体育app家进一步揭开太阳风的“庐山真面目”。
太阳的磁场如何生成
太阳轨道器还将利用其独特的轨道,更好地了解太阳的磁场。
太阳最有趣的一些磁场活动集中在两极,研究太阳两极对于理解太阳磁场的性质很有帮助,但因为地球围绕一个几乎与太阳赤道平行的平面运行,我们通常不能很好地看到太阳的两极。
太阳的磁场活跃且绵延至海王星轨道之外,能到达如此遥远的地方,很大程度上是因为太阳风:随着太阳风向外喷射出来,它会携带太阳磁场,产生一个巨大的“气泡”——日光层。日光层的边界由太阳与星际空间相互作用形成。2012年“旅行者1号”探测器穿过太阳风层顶,人们才知道这些边界可保护内部太阳系免受来自银河系的辐射。
太阳两极周围的强磁场促使太阳不断变化,导致太阳耀斑和日冕物质抛射,但目前尚不清楚太阳磁场究竟如何在其内部产生。太阳轨道器每次将盘旋在太阳大气层的同一区域几天,观测极地周围压力的累积和释放,从而更好地厘清导致太阳磁场产生的物理过程。
研究人员指出,“帕克”太阳探测器和太阳轨道器将共同完善我们对太阳和日光层的了解。NASA戈达德太空中心“帕克”太阳探测器研究任务明升体育app家亚当·萨博说:“我们试图破译太阳附近发生的事情,显而易见的办法就是去那里。”
(科技日报北京5月30日电)
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