
美國太空總署(NASA)帕克太陽探測(cè)器傳回首批太陽數(shù)據(jù)(ILLUSTRATION BY NASA/JOHNS HOPKINS APL/STEVE GRIBBEN)

這項(xiàng)史無前例的帕克批太太空任務(wù)目前已三度接近太陽,成為有史以來距離太陽最近的器傳宇宙飛船,并觀測(cè)日冕的回首相關(guān)數(shù)據(jù)。
(神秘的陽數(shù)地球uux.cn報(bào)道)據(jù)美國國家地理(撰文:NADIA DRAKE 編譯:邱彥綸):帕克太陽探測(cè)器(Parker Solar Probe)的初步結(jié)果不但為我們奧秘的恒星提供了新線索,還帶來了一些出人意表的美國新發(fā)現(xiàn)。
數(shù)十億年來,太空太陽探測(cè)太陽一直將它的總署奧秘隱藏在稱為「日冕」(solar corona)的能量漩渦之中。 日冕是帕克批太由上百萬度的炙熱磁化電漿組成,溫度極高,器傳偶爾也非常狂暴,回首先前一直未曾有宇宙飛船冒險(xiǎn)前往探索──直到現(xiàn)在。陽數(shù)鄭州外圍價(jià)格查詢(電話微信181-2989-2716)鄭州外圍女價(jià)格多少
12月4日出刊的美國《自然》(Nature)期刊發(fā)表了四篇研究論文,報(bào)告美國太空總署(NASA)帕克太陽探測(cè)器傳回的首批數(shù)據(jù)。這項(xiàng)史無前例的太空任務(wù)目前已三度接近太陽,成為有史以來距離太陽最近的宇宙飛船,并觀測(cè)日冕的相關(guān)數(shù)據(jù)。這樣的近距離接觸,解決了一些和太陽有關(guān)的謎團(tuán),也揭露了意想不到的珍貴發(fā)現(xiàn)。
「帕克太陽探測(cè)器完成了其它宇宙飛船從未實(shí)現(xiàn)過的成就,」美國國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research)的莎拉. 吉布森(Sarah Gibson)表示,「我迫不及待地想看看下一步會(huì)發(fā)生什么事,它真的傳送了許多很有價(jià)值的訊息。 」
這樣的近距離觀測(cè)將解開太陽物理學(xué)的基本難題,并幫助我們更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)朝向地球而來的有害太陽爆發(fā)。 這些稱為日冕巨量噴發(fā)(coronal mass ejection)的危險(xiǎn)高能粒子團(tuán),會(huì)帶來炫目的極光,甚至往南延伸到中緯度的天空,但它們也會(huì)使通訊衛(wèi)星失靈、癱瘓電網(wǎng),甚至是讓航天員有致命性的危險(xiǎn)。
「提到來自太空的風(fēng)險(xiǎn),人們經(jīng)常想到的是導(dǎo)致恐龍滅絕的流星,」研究論文的作者、普林斯頓大學(xué)(Princeton University)的戴維. 麥科馬斯(David McComas)表示,「不過如果你遭遇一次極端的太空天氣事件,導(dǎo)致大量技術(shù)設(shè)備摧毀,那對(duì)現(xiàn)在的我們來說會(huì)是個(gè)更大的風(fēng)險(xiǎn)。 」
近距離觀測(cè)太陽的任務(wù)
帕克太陽探測(cè)器是在2018年8月發(fā)射,并于同年11月首度飛掠太陽。 在它七年的任務(wù)期間,帕克太陽探測(cè)器將會(huì)飛掠太陽24次,而且每一次都比之前還要更加接近,直到最后到達(dá)距離太陽表面640萬公里之處。
「太陽風(fēng)的速度如此快速,從我們身邊飛過的這個(gè)東西非常猛烈,實(shí)際上在不到一秒的時(shí)間里就把磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)了180度,」。 卡斯伯說,「我們的第一個(gè)問題是,這到底是什么東西啊? 」
帕克太陽探測(cè)器在前兩次的飛越太陽的過程中,可能遇到了上千個(gè)這樣的磁波。 以局部范圍來說,這些波非常巨大,但若是從地球上觀察,卻又太小而無法探測(cè)到。 這種磁波會(huì)持續(xù)幾秒到幾分鐘,使正常的指南針無法運(yùn)作,而且沒有明顯的來源。
研究團(tuán)隊(duì)把這樣的特征稱為「折返」(switchback)。 有些科學(xué)家認(rèn)為,如果這些波在貯存能量,那么它們可能在讓日冕變得極端高溫的過程中發(fā)揮了作用。 不過,目前還不清楚是什么機(jī)制產(chǎn)生了這樣的特征,也不知道當(dāng)探測(cè)器更接近太陽時(shí),這些磁波是否會(huì)變得更強(qiáng)大或是更多。
同樣令人困惑的是太陽風(fēng)的橫向速度。 太陽每24.5個(gè)地球日會(huì)繞著自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一圈,在旋轉(zhuǎn)的過程中,所吹出的大量粒子也會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 因此當(dāng)太陽風(fēng)抵達(dá)地球時(shí),會(huì)以放射狀前進(jìn),或者說像是旋轉(zhuǎn)的草坪灑水器噴出的水那樣向外流動(dòng)。
這種說法有些道理。 不過,當(dāng)帕克太陽探測(cè)器低空飛掠太陽的南半球時(shí),測(cè)量了太陽風(fēng)的旋轉(zhuǎn)速度,發(fā)現(xiàn)太陽風(fēng)在這么遠(yuǎn)的距離繞太陽旋轉(zhuǎn)的速度,比我們所預(yù)料地還要快得多。
「太陽風(fēng)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度,比依照標(biāo)準(zhǔn)太陽模型和旋轉(zhuǎn)速度所預(yù)測(cè)的還要快上20倍,」卡斯伯說,「我們忽略了一些有關(guān)日冕和太陽風(fēng)的非常基本知識(shí)。 」
速度極快的恒星風(fēng)會(huì)影響恒星的演化速度。 新生的恒星轉(zhuǎn)速非常快,但會(huì)在億萬年的時(shí)間里逐漸減速,并以恒星風(fēng)的形式損失能量。 雖然我們太陽的燃燒速度看起來并沒有比預(yù)期的快,但這些怪異快速的太陽風(fēng)暗示,我們恒星的自轉(zhuǎn)速度可能會(huì)隨著年齡而更快地減速。
更直接地是,這么驚人的旋轉(zhuǎn)速度也可能影響我們對(duì)日冕巨量噴發(fā)的軌跡和抵達(dá)時(shí)間的預(yù)測(cè)。 這種太陽風(fēng)暴可能會(huì)癱瘓地球上的電網(wǎng)。
「在一般的狀況下,日冕巨量噴發(fā)往往朝著我們預(yù)料之外的方向移動(dòng)...... 如果有大規(guī)模的橫向運(yùn)動(dòng),這可能是我們對(duì)日冕巨量噴發(fā)的預(yù)測(cè)還不夠精準(zhǔn)的重要原因,」卡斯伯表示,「我不會(huì)說我們?cè)谶@方面很糟糕,但的確不是太厲害。 」
無塵區(qū)
隨著帕克太陽探測(cè)器的任務(wù)持續(xù)進(jìn)行,勢(shì)必會(huì)帶來更多的驚喜。 首先,探測(cè)器即將探測(cè)到科學(xué)家一直認(rèn)為在太陽周圍一個(gè)應(yīng)該存在、但卻未曾觀測(cè)到的區(qū)域,那里溫度極高,因此「沒有塵埃可以存在」,研究論文的作者──海軍研究實(shí)驗(yàn)室(Naval Research Laboratory)的羅素. 霍華德(Russell Howard)這么說。 自1928年以來,科學(xué)家就預(yù)測(cè)了無塵區(qū)的存在,但卻一直未曾觀測(cè)到。 即使是在日食期間,地球上較容易觀測(cè)到接近太陽的環(huán)境時(shí)也是如此。
隨著太陽活動(dòng)從11年來的極小期開始活躍起來,科學(xué)家們預(yù)計(jì)這次任務(wù)將會(huì)愈來愈刺激。 研究團(tuán)隊(duì)希望最后帕克太陽探測(cè)器能夠探測(cè)到大量的日冕巨量噴發(fā)。 當(dāng)太陽從沉睡中蘇醒之時(shí),日冕巨量噴發(fā)發(fā)生的機(jī)率就會(huì)愈來愈大。
「我們希望能看到太陽所產(chǎn)生最強(qiáng)、最快的日冕巨量噴發(fā),」約翰. 霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)的計(jì)劃科學(xué)家努爾. 拉瓦菲(Nour Raouafi)這么說「拜托,放馬過來吧! 」