揭秘太阳大气,“探日勇士”在行动


揭秘太阳大气,“探日勇士”在行动
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自伽利略用望远镜观测到太阳黑子以来 , 人类对太阳黑子和太阳活动的相关规律整整思考了400多年 , 但很多问题始终没有明确的答案 。不过 , 太空时代来临后 , 太阳探测器把人类对太阳的研究带到一个开创性的新时代 。一批功勋卓著的太阳探测器已经带给了人类有关太阳的丰富知识 , 这些探测器是科学家们研究和观测太阳的利器 , 包括“太阳神号”、“太阳峰年卫星”、“太阳和日球层观测台”和“太阳观测卫星”等等 , 它们在绕日轨道上测量了行星际磁场和太阳风 , 捕捉了壮观的太阳喷射现象和太阳黑子活动 , 传回了大量清晰的太阳影像 , 使人类对太阳的认识有了质的飞跃 。
太阳也有自己的大气 , 其大气由光球层、色球层和日冕层三部分组成 。光球层和色球层只有几千千米厚 , 而最外层的“日冕层”则从太阳的表面一直延伸到冥王星以外的地方 。
就像地球大气中有天气变化一样 , 太阳大气中也有天气变化 , 且变化频繁 。十几亿吨的日冕物质在其中被抛射 , 高能辐射和太阳风以上百万千米的时速横扫辽阔的空间 , 太阳系中的每颗行星、小行星和彗星都暴露在它们的冲击之下 。这些现象被称为“太空天气” 。
太空天气中最狂暴的现象是“太阳风暴” , 它是太阳内部巨大能量的极端表现 , 时常和太阳耀斑“相伴而生“ 。发生太阳风暴时 , 太阳表现得非常狂躁 , 巨大的耀斑、壮观的日珥暴发、大量的日冕物质抛射都将如期而至 。极端的太阳风暴会冲击地球上的电网和通讯系统 , 给人类社会生活造成严重损失 , 所以研究太阳尤为重要 。人们需要了解太阳活动的规律 , 从而有效地应对和预测恶劣太空天气的发生 。“探日勇士”领命出征 为此 , 人类对太阳研究和探测的又一个宏伟计划拉开了序幕 , 这个计划启动于本世纪初 , 目的是解决与太阳大气相关的问题 , 人们要发射一组观测太阳大气的探测器 , 它们布设在太阳周围和日地之间 , 可从不同的方位观测和研究太阳以及日地之间的空间环境 。
这组太阳探测器的“开路先锋”是一艘名为“太阳动力学观测台”的太阳探测器 , 它于2010年2月奔向太阳 , 其主要任务是描绘太阳磁图并通过监视太阳表面的震动以探求太阳内部的情况 , 从而揭秘太阳活动的根源 。
【揭秘太阳大气,“探日勇士”在行动】“太阳动力学观测台”清晰地观测了太阳大气中的磁力线结构 , 并从中发现了耀斑和日珥抛射之间的某种联系 。当一个耀斑发生时 , 太阳大气中的磁力线会在激波的扰动下变得不稳定 , 从而引发一次日珥抛射 。了解了这个过程后 , 人们就可以更好地“揣测”太阳的“脾气” , 也便于更准确地发布“太空天气预报”了 。
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太阳探测器“太阳动力学观测台”
紧随“太阳动力学观测台”之后的是“帕克太阳探测器” , 这个探测器原名为“太阳探测器+” , 后为纪念预测了太阳风存在的美国天文学家尤金·帕克而被命名为“帕克太阳探测器” 。
2018年发射升空的“帕克”是一个耐热的探测器 , 它的“拿手好戏”是进入太阳大气的深处 , 并在那里对太阳风和磁场实时采样 。前所未有地靠近太阳
目前 , “帕克”正运行在一个椭圆轨道上 , 大约每5个月就会接近太阳一次 。迄今探测器已经完成了4次近距离太阳探测 , 飞船每次都在距离太阳表面2400万千米的地方飞行 , 这个距离大约比水星到太阳的距离近2倍 。