人类刚刚瞥见了我们从未见过的太阳的一部分

它可能看起来像一片普通的太阳,但您在上图中看到的是人类从未见过的景象。

它实际上是太阳的南极,我们第一次看到这个区域是由于太阳能轨道飞行器,它下降到太阳系平面下方,以斜瞥一眼通常隐藏在视线之外的太阳部分。

“今天,我们揭示了人类有史以来第一次看到太阳极点。”天体物理学家 Carole Mundell 说,欧洲航天局 (ESA) 科学主任。

“太阳是我们最近的恒星,是生命的赋予者,也是现代太空和地面电力系统的潜在破坏者,因此我们必须了解它的工作原理并学会预测它的行为。我们的太阳轨道飞行器任务中的这些新的独特视角是太阳能科学新时代的开始。

长期以来,太阳的两极一直是太阳物理学的白鲸。与太阳系中的其他行星一样,地球或多或少地围绕太阳赤道运行。我们的大多数太阳能仪器也是如此。这意味着我们从未清楚地看到恒星的顶部和底部。

这是一个问题,原因有很多,尤其是每 11 年,这些两极就会翻转,南北两极就会反转。我们没有很好地处理为什么会发生这个过程。一个良好、清晰的两极视图将提供许多新信息,科学家可以使用这些信息来帮助弄清楚它。

Solar Orbiter 刚刚做出了迄今为止最大的努力来获得这种清晰的视野。这也是进行这次观察的最佳时机:太阳是从 Solar Maximum 中脱颖而出,即发生极轴翻转的时间段。2025 年 2 月,这艘通常绕着太阳中间飞行的航天器将其轨道倾斜了 17 度——足以最终看到极点。

以前的轨道飞行器只将其轨道倾斜了 7 度,除了尤利西斯轨道飞行器可惜的是,它没有携带成像设备,因为它在 1994 年至 2008 年期间直接在太阳两极上空旋转了三个令人兴奋的循环。

“我们不知道这些初步观察究竟会发生什么,”天体物理学家 Sami Solanki 说德国马克斯·普朗克太阳系研究所的研究员。“太阳的两极实际上是未知的。”

三台成像仪器在几天的观测中对太阳南极进行了详细的观测:

  • 偏振和日震成像仪 ()探测了太阳的磁场,表现为太阳光的偏振;
  • 极紫外成像仪 (EUI)在指定波长下进行观测,以捕获太阳大气中的精细结构;
  • 和日冕环境的光谱成像 (香料) 仪器捕获紫外和极紫外的观测结果,以探测日冕的温度和成分。
PHI 的太阳南极杂乱磁场图,红色和蓝色代表不同强度的不同极性。(ESA & NASA/太阳轨道飞行器/PHI团队,J. Hirzberger/MPS)

在太阳轨道飞行器的观测期间,南极的磁场有点混乱,南北极混合了北极和南极。

随着极地翻转稳定下来,一个极性会增强,另一个极性会减弱,一直到太阳极小期,此时磁场将处于最有序状态,然后再次开始磨损。

与此同时,SPICE 跟踪了碳离子在太阳日冕区域(称为过渡区域)中的运动,那里的温度迅速飙升了数千度。辐射图显示了离子的分布方式,而多普勒图显示了离子在观测时远离或移向太阳轨道飞行器的速度。

南极的辐射图揭示了碳离子的分布。ESA & NASA/太阳轨道飞行器/SPICE团队,M. Janvier/ESA & J. Plowman/SwRI)

粒子在太阳大气层中的移动方式对于理解太阳风至关重要,太阳风是从太阳吹入太阳系的带电粒子源源不断。

在很短的时间内,该航天器捕获的数据足以让太阳能科学家在未来几年内忙碌。然而,这些数据是仅仅开始.Solar Orbiter 将继续以 17 度的倾斜度绕太阳运行,直到 2026 年 12 月,届时它将把温度提高一个档次到 24 度。然后,它将在 2029 年 6 月上升到 33 度。

“这只是 Solar Orbiter '通往天堂的阶梯'的第一步,”ESA 天文学家 Daniel Müller 说.

“在未来几年,航天器将进一步爬出黄道平面,以更好地观察太阳的极地区域。这些数据将改变我们对太阳磁场、太阳风和太阳活动的理解。

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