美国宇航局 (NASA) 公布了有史以来最接近的太阳图像

从一个角度来看,太阳是一个仁慈的等离子体球体,它的温暖使地球适合居住,并且几十年来一直保持宜居状态,允许像人类这样的复杂事物进化。

从另一个角度来看,它是一个恶毒的球体,会向我们发送致命的紫外线辐射,有时会喷发并向地球抛出巨大的等离子体。事实介于两者之间,美国宇航局 (NASA) 推出了派克太阳探测器来充实这个真理。

美国宇航局于 2018 年发射了帕克太阳探测器 (PSP),其任务是检查太阳的日冕等离子体及其磁场。要做到这一点,它必须接近。NASA 将其描述为“触摸太阳”的任务,这非常准确。

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在整个任务过程中,它越来越近,每次都创下最接近太阳的新纪录。2024 年 12 月 24 日,该航天器距离太阳表面仅飞行了 610 万公里(380 万英里)。

这非常接近,但幸运的是,航天器有好几层保护。PSP 也是有史以来移动速度最快的航天器。在 2024 年的飞越中,它以 692,000 公里/小时(430,000 英里/小时)的速度飞行,并且没有在离这颗恒星那么近的地方停留太多时间。

这次大胆的日冕导航的结果是迄今为止最接近我们恒星的图像。

PSP 包含四种主要工具,其中之一是WISPR,用于 Solar Probe 的宽视场成像仪。WISPR 有两个抗辐射相机,可以承受太阳的力量。它的工作是对日冕、太阳风和太阳附近的其他现象进行成像。在最后一次飞越中,WISPR 以我们从未见过的方式向我们展示了日冕和太阳风。

“帕克太阳探测器再次将我们带入了我们最近的恒星的动态大气层中,”华盛顿 NASA 总部科学任务局副局长 Nicky Fox 说。

“我们正在用我们的眼睛目睹太空天气对地球的威胁是从哪里开始的,而不仅仅是用模型。这些新数据将帮助我们大大改进我们的太空天气预报,以确保宇航员的安全,并保护我们在地球和整个太阳系的技术。

帕克破纪录的太阳日冕镜头。(美国宇航局)

对于理解或误解太阳风和日冕物质抛射 (CME) 具有重要意义。他们永远存在于太阳系中。风是一股带电粒子流,不断从太阳向外流动。

它造成了我们喜欢凝视的华丽极光,但它也造成了电网和卫星的破坏。随着我们扩展到地月空间并将更多卫星挤入近地轨道,重要的是我们不仅要了解太阳风,还要了解从太阳流出的一切,包括日冕物质抛射 (CME)。

虽然太阳风是一种连续的现象,但日冕物质抛射是偶发性的。它们是可以到达地球的等离子体喷射物。CME 可以包含数十亿吨高速移动的等离子体。他们中只有少数人到达地球,但当他们到达地球时,他们也会导致地磁暴这可能会损坏电网和其他设备。

帕克太阳探测器以美国日光物理学家尤金·帕克 (Eugene Parker) 的名字命名,他在 1958 年创造了“太阳风”一词。他的理论虽然在当时面临顽强的阻力,但彻底改变了我们对太阳的科学理解。已经发射了多个航天器来研究太阳和太阳风,但帕克太阳探测器已经超越了它们。

每次任务都揭示了更多关于太阳和太阳风的信息,但没有一次像 PSP 那样接近这颗恒星。它还具有最现代技术和仪器的优势。它揭示的一件事是所谓的之字形的本质。

在地球附近测量时,太阳风几乎是恒定的。但离太阳更近,情况就更加混乱了。太有极其强大的磁场,当 PSP 到达距离太阳 1470 万英里的范围内时,它向我们展示了其中一些磁场呈之字形。

这些锯齿形字段称为之字形.PSP 还向我们表明,这些之字形比想象的更常见,而且它们成群结队地出现。

随着 PSP 逐渐靠近并穿过太阳的日冕,它注意到日冕的边界不平坦且复杂。在随后的飞越中,它靠得更近,能够确定之字形的来源。来源是太阳上形成磁漏斗的斑块,图像显示之字形是造成快速太阳风的部分原因,太阳风是风的两个组成部分.

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)的项目科学家努尔·拉瓦菲(Nour Rawafi)说:“最大的未知数是:太阳风是如何产生的,又是如何摆脱太阳的巨大引力的?

“了解这种连续的粒子流,尤其是缓慢的太阳风,是一项重大挑战,尤其是考虑到这些流的特性的多样性——但有了帕克太阳探测器,我们比以往任何时候都更接近揭示它们的起源以及它们是如何演变的。”

慢速太阳风的密度是快太阳风的两倍,两者之间的相互作用似乎在地球上创造了中等强度的条件,可以与 CME 产生的条件相媲美。缓慢的太阳风似乎起源于太阳的赤道地区,但科学家们仍在争论它们起源于什么结构以及这些物质是如何释放的。

“我们还没有达成最终共识,但我们有很多有趣的新数据,”马里兰州格林贝尔特市 NASA 戈达德太空飞行中心的帕克太阳探测器任务科学家 Adam Szabo 说。

近几十年来,我们对太阳了解了很多,PSP 准备向我们展示更多,并希望为我们最深入的问题提供答案。它的下一次近日点将在 2025 年 9 月,届时它将再次飞过日冕。这种方法将收集有关慢速太阳风和太阳其他方面的更多数据。

它还将为我们提供更多令人惊叹的图像。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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