(美国有线电视新闻网)——为了揭开太阳的秘密,一项一直在盘旋接近太阳的太阳任务已经飞到足够接近我们的恒星表面的地方,有了一个重要的发现。
来自帕克太阳探测器的数据揭示了太阳风的来源,太阳风是一股从日冕或太阳炎热的外层大气流向地球的带电粒子流。
该任务以已故天体物理学家尤金·帕克(Eugene Parker)的名字命名,于2018年启动,其主要动机之一是确定风在太阳附近形成时的样子,以及它如何逃离恒星的引力。
当探测器到达距离太阳约1300万英里(2090万公里)的地方时,它的仪器探测到了太阳风在太阳表面附近产生的精细结构,并捕捉到了太阳风从日冕喷出后消失的短暂细节。
该航天器被专门设计为最终在太阳表面上方400万英里(640万公里)的范围内飞行,并在2021年底成为第一个“触摸”太阳的任务。
周三发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究详细介绍了太阳的发现。
解开太阳风
太阳风是一种持续流出的等离子体,其中含有质子和电子等带电粒子。这种影响深远的现象还包括太阳磁场的一部分,并远远超出了日冕,与行星和星际介质相互作用。
这种风有两种类型。更快的太阳风从太阳两极的日冕洞中喷出,最高速度为每秒497英里(每秒800公里)。较慢的太阳风与地球位于太阳系的同一平面上,以较平静的速度每秒249英里(每秒400公里)流动。
快速的太阳风通常不会影响地球。但在太阳活动周期的最大值,即太阳活动逐渐增加的11年期间,太阳的磁场会发生翻转。这种翻转导致日冕洞出现在太阳表面,并直接向地球释放太阳风。
了解太阳风的来源可以帮助科学家更好地预测可能影响地球的太空天气和太阳风暴。
虽然太阳风暴会产生美丽的极光,但它也会影响卫星和地球的电网。
该研究的合著者、马里兰大学帕克分校的杰出物理学教授詹姆斯·德雷克在一份声明中说:“风将大量信息从太阳带到地球,因此了解太阳风背后的机制对地球的实际意义很重要。”“这将影响我们了解太阳如何释放能量并驱动地磁风暴的能力,这对我们的通信网络构成了威胁。”
宇宙飞船的数据显示,日冕洞就像淋浴头一样,在太阳表面以亮点的形式出现喷流,标志着磁场进入和离开光球的位置。
当磁场相互穿过,在太阳表面的这些漏斗内以相反的方向移动时,它们会断裂并重新连接,从而将带电粒子发射出太阳。
“光球被对流细胞覆盖,就像在沸水锅里一样,更大规模的对流流动被称为超粒化,”该研究的主要作者、加州大学伯克利分校的物理学教授斯图尔特·d·贝尔在一份声明中说。
“当这些超肉芽细胞相遇并向下移动时,它们会将磁场拖到这种向下的漏斗中。那里的磁场变得非常强,因为它被卡住了。就像一勺磁场进入排水管。这些小沟渠和漏斗的空间分离就是我们现在用太阳探测器数据看到的。”
帕克太阳探测器探测到比太阳风快10到100倍的高能粒子,这使研究人员相信,快速的太阳风是由磁场重新连接产生的。
“重要的结论是,这些漏斗结构中的磁重联为快速太阳风提供了能量来源,”贝尔说。“它不仅仅来自冠状孔中的任何地方,它在冠状孔内的亚结构中与这些超肉芽细胞相连。它来自于这些与对流有关的小束磁能。我们认为,我们的研究结果有力地证明,正是重新连接在起作用。”
太阳周期
预计太阳将在2025年7月达到太阳活动最大值,这就是为什么越来越多的报道称太阳耀斑和北极光和南极光出现在意想不到的地方。幸运的是,帕克太阳探测器和另一项任务——太阳轨道飞行器——正完美地准备观察太阳强大的、动态的力量。
但科学家们很感激帕克太阳探测器在安静的太阳活动极小期之前发射,当时混乱的活动没有机会掩盖观测结果。
贝尔说:“在太阳探测任务开始的时候,人们有些惊慌,认为我们要把这个东西发射到太阳周期中最安静、最沉闷的部分。”“但我认为,如果没有这一点,我们永远不会理解这一点。那就太乱了。我认为我们很幸运,我们在太阳活动极小期发射了它。”
The-CNN-Wire?&?2023有线新闻网,Inc.,华纳兄弟发现公司。版权所有。