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分水岭!太阳轨道飞行器揭秘“营火”、太空天气和彗星解体

2020-12-19 10:46   来源: 互联网

太阳轨道器(SolarOrbiter) 的最新结果显示,这项任务首次将太阳表面的事件与航天器周围行星空间发生的事件直接联系在一起。这也让我们对太阳 "营地之火"、太空天气和彗星解体有了新的认识。

欧洲航天局(European Space Agency) 太阳轨道项目的科学家丹尼尔·穆勒(Daniel Müller) 说:" 我对太阳轨道器的性能以及保持它和仪器运转的团队感到非常满意。

太阳轨道飞行器 " 完成第一次太阳掠过飞行

太阳轨道器的十种科学仪器分为两组,包括六台遥感望远镜和四台野外仪器。这些遥感仪器观测太阳及其延伸的大气 -- 日冕。野外仪器测量太阳释放出的粒子,即太阳风及其磁场和电场。追踪这些粒子和磁场的来源是太阳轨道器的关键目标之一。

6 月 15 日,当太阳轨道器第一次近距离飞越太阳时,观测到航天器近 7 700 万公里,遥感和野外仪器都记录了数据。

捕捉太阳风的足迹

来自太阳轨道器的数据使得计算撞击航天器的太阳风源面积成为可能,并在遥感图像中识别出这些 "脚印"。在 2020 年 6 月研究的一个例子中,足迹出现在一个称为 "日冕洞" 的区域的边缘,在那里,太阳的磁场延伸到太空,允许太阳风流动。

虽然这项工作是初步的,但到目前为止仍然超出了任何可能性。

“太阳轨道飞行器”完成首次掠日飞行

伦敦帝国理工学院太阳轨道器原位工作组主席 TimHorbury 说:" 我们以前从未做过如此精确的测绘。

揭示篝火背后的现实

太阳轨道器也有关于太阳的 "野营火" 的新信息,今年早些时候引起了全世界的关注。

任务的第一张照片显示了大量横跨太阳表面的小规模太阳喷发。科学家称其为 "篝火",因为与这些事件相关的确切能量尚不清楚。在缺乏能量的情况下,尚不清楚它们是否与其他任务观察到的较小的喷发相同。为了让这一切变得如此诱人,人们一直认为太阳上有小的 "纳米耀斑",但我们以前从未见过这么小的事件。


这些篝火可能是我们用太阳轨道器寻找的纳米耀斑," 法国奥斯维尔天体物理研究所太阳轨道飞行器遥感工作组主席弗雷德里克·奥切雷(FrédéricAuchèRe) 说。

这一点很重要,为从理论上讲,纳米耀斑(纳米耀斑)是日冕加热的原因,而日冕加热是太阳的外层大气。日冕温度约为 100 万摄氏度,表面只有 5000 摄氏度,这仍然是太阳物理学中最令人费解的问题之一。研究这一奥秘是太阳轨道器的主要科学目标之一。

为了探索这个想法,研究人员一直在使用太阳轨道器的 Spice(日冕环境光谱成像)仪器分析数据。Spice 的目的是揭示太阳表面气体的速度。研究表明,确实有一些小规模的事件,其中气体以显著的速度移动,但寻找与营火有关的线索尚未完成

在彗星尾部“冲浪”的科学家们除了朝着太阳轨道飞行器计划中的科学目标前进外,还从航天器上取得了意想不到的发现。

太阳轨道器发射后不久,人们注意到它将通过阿特拉斯彗星的两条尾巴顺流而下。虽然太阳轨道飞行器并不是为这种情况设计的,也不打算在这个时候收集科学数据,但任务专家们努力工作,确保所有的野外仪器都能记录下这一独特的“冒险”。

结果,彗星在飞船接近之前就解体了。因此,如果没有来自预期尾翼的强烈信号,飞船根本看不到任何东西。

但事实并非如此。太阳轨道飞行器确实在彗星地图集的数据中看到了一些特征,但它们并不是科学家们通常预期的那样。飞船没有发现强烈的单尾交叉,但在磁数据中发现了许多波碎片。它还检测到了小范围的灰尘。这可能是彗星分裂成许多小块时从内部释放出来的。

“事实上,这是我们第一次通过彗星解体的尾迹。”“那里有很多非常有趣的数据,这是我们可以用太阳轨道器进行高质量科学研究的又一个例子。然后,在 4 月 19 日,一个特别有趣的 CME 席卷了太阳轨道器。

日冕物质抛射(CME)是大规模的空间天气事件,在这种情况下,数十亿吨的粒子可以从太阳的外层大气中喷射出来。在这个特殊的 CME 中,太阳轨道器在 4 月 14 日从太阳喷发,大约有 20% 是从地球到太阳的。

太阳轨道飞行器并不是唯一观测到这一事件的航天器。欧空局的贝比科伦坡水星任务正在地球上空飞行。美国航天局还有一个名为 STEREO 的太阳探测器,它位于距日地直线 90 度的位置,可以直接观测穿过日冕的日冕物质的空间区域。它观察了日冕物质抛射对太阳轨道飞行器的影响,然后是对贝比科伦坡和地球的影响。结合来自不同航天器的测量数据,研究人员可以真正研究 CME 在太空中是如何演化的。

但也有意思的是,欧空局 Nasa 的 SoHo 航天器很少记录这一点,它通常负责观测太阳爆发。这使得 4 月 19 日的事件成为罕见的太空天气事件,被称为隐形 CME。研究这些难以捉摸的事件将有助于我们更全面地了解太空天气。

在接下来的几年里,更多科学研究的机会将会增加。12 月 27 日,太阳轨道飞行器将完成首次飞越金星。这次任务将利用火星的引力使飞船更接近太阳,并使太阳轨道飞行器处于更好的位置,以便与美国宇航局的帕克太阳探测器联合测量,该探测器也将在 2021 年完成两次金星飞越。

当帕克在太阳大气内部进行实地测量时,太阳轨道飞行器将拍摄同一区域的图像。两个航天器将一起提供细节和更大的

“对太阳轨道飞行器来说,2021 年将是一个激动人心的时刻,”美国宇航局(Nasa)太阳轨道器项目科学家特雷莎·尼维斯·钦奇拉(Teresa Nieves chinchilla)说到今年年底,所有仪器将在一个成熟的科学模型中协同工作,我们将准备离太阳更近一点。”

到 2022 年,太阳轨道飞行器将在距离太阳表面 4800 万公里的范围内,比 2021 年近 2000 万公里。

责任编辑:萤莹香草钟
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