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史上最熱太空探測器揭曉“觸日”初體驗(yàn),4篇論文上《自然》

美國國家航空航天局(NASA)首個(gè)太陽探測器于2018年8月發(fā)射升空,開啟人類太空探索史上首次穿越日冕之旅。它以提出太陽風(fēng)理論的美國天文學(xué)家尤金·派克(Eugene Parker)命名。
太陽大氣從里到外依次為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰釋印7粗庇X的是,離太陽中心最近的光球?qū)訙囟戎挥袔浊z氏度,而在最外層的日冕溫度卻高達(dá)200萬攝氏度。“帕克號”任務(wù)的首要目的就是搞清楚日冕層的能量來源,此外也研究太陽風(fēng),即從日冕層持續(xù)射出的高能粒子流。
為此,它攜帶了四套科學(xué)儀器,收集有關(guān)粒子、等離子體、電磁場、射電波和日冕結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。
“帕克號”計(jì)劃在6.4年服役時(shí)間里24次飛過軌道近日點(diǎn),目前已經(jīng)完成了3次,軌道高度大約為2400萬公里。
要之前,此前科學(xué)家們大多是在地球上研究日冕和太陽風(fēng)的,中間隔了一整個(gè)天文單位,即約1.5億公里。“帕克號”近距離收集的探測數(shù)據(jù),幫助揭開了一些謎團(tuán)。
例如,為什么太陽風(fēng)是加速離開日冕的?這背后的加速機(jī)制是什么?美國密歇根大學(xué)發(fā)表的一篇相關(guān)論文用“帕克號”測量到的磁場變化進(jìn)行解釋。此外,“帕克號”測量到了比任何理論模型都要快的太陽風(fēng)速度。
加州大學(xué)伯克利分校發(fā)表的一篇論文則關(guān)注那些速度在每秒500公里以下的“慢風(fēng)”,它們的起源和“快風(fēng)”一樣令人疑惑。論文指出,慢速太陽風(fēng)是從太陽赤道附近的一些冕洞中射出來的。所謂冕洞,就是日冕在X射線或遠(yuǎn)紫外線照片下呈現(xiàn)出的不規(guī)則黑暗區(qū)域。
還有兩篇論文分別來自普林斯頓大學(xué)和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室。前者分析了太陽附近的高能粒子環(huán)境,后者則觀察到日冕的譜線情況,包括F冕的減弱和K冕的精細(xì)結(jié)構(gòu)。
就在本月,“帕克號”計(jì)劃利用引力彈弓效應(yīng),把自己進(jìn)一步甩向太陽。它第四次掠日時(shí)的軌道高度將比前三次降低450萬公里。在接下去的5年中,“帕克號”還會逐漸調(diào)整軌道高度,不斷靠近太陽。
如果一切順利, “帕克號”最后一次掠日的軌道高度將為600萬公里左右。
在這個(gè)時(shí)間段內(nèi),約11年一輪的太陽活動周期也處于上升期??茖W(xué)家們可能獲得更為“勁爆”的探測數(shù)據(jù),從而深入地理解日冕機(jī)制和太陽活動的規(guī)律,提高預(yù)測空間天氣的能力。





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