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第一次,人类终于触碰到太阳!NASA太阳探测器成功进入日冕~

18-12-2021 02:11 AM| 发布者: anyting | 评论: 2

摘要: 这个真的太酷了!!!“我们触摸了太阳”真的好浪漫…
太阳,这个可望不可及的金色圣殿,出现在人类的传说中已有数万年。

中国有夸父逐日,古罗马有太阳马车,北欧有狼追日月,希腊有太阳神船……
我们对太阳有太多的想象,但从来不曾到过那里。

直到这两天,NASA宣布,在2021年4月28日,人类创造的探测器首次进入了太阳日冕,创下耀眼的历史。






美国国家航空航天局NASA在本周二的地球物理联盟会议上公布了这个重大消息。
他们说科学家花了几个月的时间取回数据,又花了几个月进行分析,终于确认帕克太阳探测器到达了太阳日冕外围。

“这是不亚于登月的成就”,NASA的官员告诉媒体。


负责此项目的科学家努尔·瑞福(Nour Raouafi)更是用了一个浪漫的说法:“这相当于是,我们触摸了太阳。”


从瑞福的科学家职业生涯开始,他就在等待这一刻,而NASA计划前往太阳,已经有60年历史了……

NASA当然不是去太阳上寻找外星人、神仙或马车的,
这个探测项目是为了解答几个问题。

在这几个问题之前,首先让我们介绍一下太阳的基本知识。


和常见的插画不同,太阳不是一团球形岩浆,而是大量的热等离子体。
这些等离子体在重力和磁场的作用下,聚集形成气体星球,通过核聚变在宇宙中发光发热。

根据太阳内部的压力波,科学家们认为太阳的结构主要分为太阳核心、辐射层、对流层和大气层。
其中大气层分为光球层、色球层和日冕层,帕克太阳探测器穿过的就是日冕层。


对人类来说,太阳当然很神秘,但有一件事让人们特别想不通,就是日冕的温度为什么比光球高。

太阳表面的光球层是一个厚度大约500公里的气体薄层,温度在6000度左右,我们看到的可见光几乎都从这一层发射出来。普通人认知里的太阳,就是它的样子。


而日冕是一个平常很难观察到,只有日全食能肉眼看到的气体层。它的亮度很低,位置更是在太阳最外面,但温度却高达200万度!


这是怎么回事?现在还没人知道。

另一件让科学家想不通的事,和太阳风有关。

大部分等离子体能被太阳的重力和磁场束缚住,但是在日冕层,因为温度太高,部分带电粒子会挣脱束缚,射向外部形成太阳风。


太阳风冲出大气层后,会进行星际路行,沿途的星体都会受到它的影响。受地球磁场保护,太阳风不会对人类生活造成太大影响,但有时仍然会出现磁暴(也就是供电网络瘫痪)、卫星受到干扰等情况。


太阳风从日冕层发射出来的速度,能达到400万公里每小时,这让很多科学家疑惑到底是怎么做到的。

为了更好地保护卫星和供电系统,NASA在1958年有了送航天器去研究太阳的想法。


那时,这个计划只停留在纸面上,因为完全没有可实现的技术。一直等到2000年后,这样的技术才出现了。

在瑞福博士等科学家的辛勤工作下,2017年,帕克太阳探测器建造成功,耗资15亿美元。


这个探测器取的是天文学家尤金·帕克(Eugene Parker)的名字,他在上世纪50年代提出太阳风的理论,在60年代证实它的存在。


而这个探测器的核心,是一面热盾。 


在逐渐接近太阳的过程中,最前面的这面热盾将永远向阳,顶住太阳的热量,保护后面的科学仪器。 


在这样热盾的保护下,科学家就能逐渐让探测器接近太阳,一步步取得科学数据。  

同时,NASA把感谢帕克的卡片放在帕克探测器上,一同放上去的,还有装着110万个人名的存储卡。这些人都参与了NASA的活动,以象征有百万人触摸了太阳。


在一切准备就绪后,2018年8月12日,帕克太阳探测器升空了。


以69万公里每小时的速度,帕克探测器不断向太阳靠近,
它在设定好的轨道上向太阳转圈,每一圈都比之前小,也越来越接近太阳。


在今年4月28日,当帕克探测器第八次围绕太阳转时,它距离肉眼可见的光球层有1300万公里。

仪器显示,这里带电粒子和磁场环境特殊,告诉地球上的科学家它已经越过阿尔文临界面,进入太阳大气层!

阿尔文临界面(Alfven critical surface)是区分太阳大气和太阳风的边界,跨过这条界线,带电粒子都被视为太阳的一部分。


多年来,科学家们以为阿尔文临界面是一个在太阳外侧,光滑且均衡的表面。但帕克探测器的数据表明,这个界面其实是凹凸不平的,没有什么规律。

(红线为帕克距离光球层的位置,蓝线为预测出的阿尔文领界面)

越过阿尔文领界面,就是日冕,这里的温度已经开始变高,带电粒子也是极多极快。

帕克探测器拍下路过自己的日冕流线,带电粒子就像夏天的冰雹一样,纷纷砸过来。

(帕克探测器拍下的画面)


第一次进入日冕,帕克探测器呆了5个小时。

第二次,当它下降到距光球层1046万公里时,帕克探测器遇到日冕中一种称为“伪流”(Pseudostreamer)的现象。

伪流在日食期间可以看到,它是在太阳表面升起的一个巨大区域。
进入伪流,就像进入暴眼,粒子的运动速度变慢了,好像一切都安静了下来。


这里的磁场强大到可以控制粒子的运动,这也再次证明帕克探测器进入了太阳大气层。

随着不断靠近太阳,一些令人惊讶的现象也被帕克探测器发现。

在太阳风中,一种叫“折返”(switchbacks)的现象,也就是带电粒子喷射出去后,会在短时间内向后返回,然后继续前进。


科学家们不知道这种现象是怎么出现的,是太阳表面造成的,还是太阳大气中有某种扭曲的磁场?

帕克探测器发现,是前者,导致折返的地方出在光球层上。

(帕克探测器找到了光球层上导致折返的地点)

随着底部温度升高,太阳的对流细胞结构不断翻腾,在表面上形成了漏斗形状的磁场。
NASA认为正是这个磁场导致射出的太阳风会折返。


除了找到折返的起源地外,帕克探测器发现折返的次数也很多。
科学家原本以为这种现象很罕见,但随着不断深入太阳大气,它观测到这是正常现象。

NASA的副局长托马斯·祖布钦(Thomas Zurbuchen)说,探测器返回的信息证明,这次探索非常成功。


“帕克太阳探测器接触太阳,是科学上的一个里程碑,是一个了不起的壮举。这个里程碑不仅让我们更深入地了解太阳的演化,和它对我们太阳系的影响。它也能帮助我们了解宇宙中的其他恒星。”


瑞福博士说,现在帕克探测器飞得离太阳如此之近,他们可以在各个数据中找到它。

“磁场数据、太阳风数据,甚至是探测器的图像。当日全食发生,我们可以看到探测器穿过日冕。”
“这真的是了不起,为了这一刻,我们等了60年。”

(帕克探测器第八次探索的数据)



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最新评论

引用 yow_meng5727 18-12-2021 08:49 AM


以其 浪费金钱与时间 去研究 地球以外的 太阳。。。。。

倒不如 花钱与时间,研究 如何 杀死 地球 的病毒。。。更好。。。

@幸福草莓 @yming2475 你们说 对不对。。。







引用 qweqwe8899 18-12-2021 10:28 PM
不可思议[em:15:]

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