NASA帕克探测器“接触太阳”:历史性地进入太阳大气层

据New Atlas报道,美国宇航局(NASA)在2018年启动了一项创造历史的任务,通过近距离“接触”太阳大气层来研究太阳,NASA的太阳帕克探测器首次进入这一区域。该探测器穿过太阳的上层大气,即日冕,实现了对其粒子和磁场的前所未有的采样,为太阳科学领域和对太阳系如何形成的理解翻开了新的篇章。

NASA帕克探测器“接触太阳”:历史性地进入太阳大气层

帕克太阳探测器于2018年8月发射,目标是“接触太阳”,其主要重点是研究太阳风。这些是在其大气层中形成的亚原子粒子流,并向外喷射,带着太阳的磁场,影响我们的星球和整个太阳系的其他星球。

通过研究这些让科学家们好奇了几十年的太阳风,NASA希望能更多地了解能量和热量如何在太阳的大气层中传播。在这里,风从亚音速加速到超音速,对这一过程的更好理解可以揭示出地球上的生命是如何发展的,以及宇宙中的其他恒星是如何形成的线索。

在前往太阳的整个过程中,帕克太阳探测器创造了一系列记录,成为有史以来速度最快的物体,达到每小时363,660英里(585254公里)的速度。这发生在航天器上个月飞越太阳的过程中,这是它在七年的任务中进行的24次越来越近的轨道中的第10次,最终将把它带到距离太阳表面383万英里(616万公里)的范围内。

NASA帕克探测器“接触太阳”:历史性地进入太阳大气层

4月份第八次飞越太阳表面约810万英里(1303万公里)时的数据显示,该探测器首次进入太阳大气层。这一点,即大气层结束和太阳风开始的地方,被称为阿尔芬临界面,直到现在科学家们还不确定它的确切位置,尽管远程成像表明它位于太阳表面上方430万至860万英里(690万至1380万公里)之间。

位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克项目科学家Nour Raouafi说:“在如此接近太阳的地方飞行,帕克太阳探测器现在能感觉到太阳大气中以磁力为主的层–日冕–的状况,这是我们以前所不能的。我们在磁场数据、太阳风数据和图像中看到了在日冕中的证据。我们实际上可以看到航天器飞过日冕结构,在日全食期间可以观察到。”

数据还显示,Alfvén临界面的特点是皱纹状的“尖峰和谷底”,正如一些科学家所预测的那样。希望了解这些“尖峰和谷底”如何与来自表面的太阳活动保持一致,可以提高我们对它如何影响大气和太阳风的理解。

当探测器进出日冕时,它还遇到了被称为”假流星”的特征,这是一种巨大的结构,实际上在日食期间可以在地球上看到。任务科学家描述说,身处假流子内就像身处暴风眼内一样,环境更安静,由磁场形成的粒子流更慢。

NASA帕克探测器“接触太阳”:历史性地进入太阳大气层

探测器近距离接触的其他重要发现涉及太阳风中的”之”字形结构,称为”回旋”,该任务的2019年数据显示,在太阳附近有大量的”回旋”。仍然未知的是它们在哪里形成,但帕克太阳探测器的最新情报显示了一个起源点,靠近太阳的可见表面,被称为光球。

科学家们发现,回旋现象成片出现,似乎与从光球中出现的磁漏斗一致。他们认为这些磁漏斗可能是太阳风的发源地之一,特别是它的快速移动形式。

加利福尼亚大学伯克利分校教授、新的”回旋”论文的主要作者 Stuart Bale说:“有回旋的区域的结构与日冕底部的小磁漏斗结构相匹配。这就是我们从一些理论中所期望的,这就确定了太阳风本身的一个来源。”

随着探测器继续对太阳进行更近距离的飞越,科学家们期望了解更多关于这些类型的太阳现象。这可能包括转折点究竟是如何形成的,了解日冕如何被加热到数百万度,以及为什么它比下面的实际太阳表面更热。

“帕克太阳探测器‘接触太阳’是太阳科学的一个不朽时刻,也是一个真正了不起的壮举,”NASA科学任务局副局长Thomas Zurbuchen说。“这个里程碑不仅为我们提供了对太阳演化及其对太阳系影响的更深入的了解,而且我们对我们自己的恒星所了解的一切也让我们对宇宙其他地方的恒星有了更多的了解。”

详细说明这一里程碑的研究发表在《物理评论快报》杂志上。

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