美國太空飛行器首次近距離觀測太陽 發現太陽神秘活動

蕭路


【正見網2019年12月06日】

儘管太陽位於我們太陽系的中心,它還有許多謎題未能解開。美國宇航局(NASA)發射了帕克太陽探測器(Parker Solar Probe),它比以前的任何探測器都更靠近太陽。據CNN和紐約時報報導,來自探測器的第一批數據揭示了太陽的奇異活動。

帕克探測器的設計旨在幫助回答有關從太陽射出的太陽風,將高能粒子吹向整個太陽系的基本問題。它還可以提供有關為什麼太陽的日冕比太陽表面熱得多的信息。日冕溫度高達一百萬度開爾文,而太陽表面只有大約六千開爾文。

了解太陽風和日冕的物理性質至關重要。它們對太空天氣有重要作用,特別是太陽風暴。太陽風和日冕的溫度也會影響日冕的物質拋射,後者可能會影響全球電網電信以及國際空間站上的太空人。太陽風中的高能粒子也是我們在地球上看到的極光的原因。

「 1859年發生了一次重大的太空天氣事件,炸毀了地球上的電報網絡,1972年的一次事件掀起了越南北部的海軍礦山。」文章作者之一,美國加州大學伯克利分校的Stuart Bale教授說。 「與1972年相比,地球上的通信網絡和電網更加複雜,因此來自太陽的巨大衝擊可能是非常嚴重的事情。如果我們可以預測太空天氣,我們就可以提前關閉或隔離部分電網,或者關閉可能易受攻擊的衛星系統。」

在與太陽的第一次近距離接觸中,派克太陽探測器觀察了太陽風粒子沿著太陽磁場線流向太空。這些新結果發表在2019年12月4日《自然》雜誌上的四篇文章。

科學家驚訝地觀察到磁場發生了翻轉,突然反轉了180度,然後在幾秒鐘甚至幾小時後才翻轉回來。

「這些反轉可能與某種等離子流有關。」 Bale說。 「我自己的感覺是,這些現象對太陽風加熱問題至關重要。」

探測器之後又完成了兩次近距離接觸太陽。

在被稱為近日點的最接近太陽的位置,探測器還發現了塵埃物質。科學家認為,這些極為微小的顆粒是一些很小且很靠近太陽的小行星和彗星融化後的殘留物,只有微米級大小。塵埃最初在太陽附近的軌道中繞行,然後會被拋入太空並最終離開我們的太陽系。過程中太陽也會射出等離子波,並與太陽風結合。

但是,探測器還首次在太陽周圍發現了理論上存在的難以捉摸的無塵區域。在該區域中,粒子被加熱到變成氣體的程度。探測器觀察到,塵埃從距離太陽約700萬英里的位置逐漸變得稀疏。

「這個無塵區是幾十年前理論預測的,但從未見過,」探測器寬視場成像儀首席研究員Russ Howard說,「我們現在正在看到太陽附近的塵埃發生著什麼。」

科學家們還觀察到,太陽磁場可以在很遠的距離將太陽風拉向與恆星自轉相同的方向上。這導致太陽風在吹出太陽的過程中速度增加了。

「令我們驚訝的是,當我們接近太陽時,我們已經檢測到強大的旋轉流,比太陽理論模型預測的大10到20倍。」文章合作者之一,美國密西根大學的Justin Kasper教授說。 「這說明我們對有關太陽以及太陽風如何逃逸的基本知識還不全面。這具有重大意義。如果我們想要能夠預測日冕物質的拋射是否會撞擊地球或前往月球或火星的太空人,那麼太空天氣預報就需要考慮這些流量。」

太陽是我們唯一可以用太空飛行器仔細研究的恆星。 Bale說,以前對太陽的研究就像試圖通過站在瀑布的底部來了解瀑布的起源。

「而現在,有了派克太陽探測器,我們離瀑布的頂部越來越近,我們可以看到那裡的細節。」Bale說。

在進行為期7年的任務期間,探測器的繞行軌道半徑將縮小,在21次進近太陽過程中,它將越來越靠近太陽。

探測器將於2024年在距太陽表面390萬英里的範圍內運行,比水星更靠近太陽。儘管聽起來很遠,但研究人員稱其類似於坐在橄欖球場四碼線上,而太陽是終點區域。

「從源頭獲取數據已經徹底改變了我們對宇宙中恆星的認識。」 美國宇航局總部太陽物理學部主任Nicola Fox說。 「我們的小太空飛行器正在殘酷的條件下戰鬥,送回令人震驚和令人振奮的啟示。」

 

添加新評論

今日頭版

巨變中的宇宙