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NASA太阳探测器有“惊人发现”(文末有彩蛋)

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外媒称,美国国家航空航天局(NASA)发布了帕克太阳探测器“触摸太阳”任务的首批成果。

据美国《新闻周刊》网站12月4日报道,初步成果显示,太阳磁场会出现奇怪的活动,比如仅仅维持数秒的磁场反转。科学家还发现,太阳风里存在数以千计的“滔天巨浪”,当这些“巨浪”掠过航天器时,太阳风会加速到每小时约合50万公里以上。

首批研究成果发表在英国《自然》杂志的四篇论文里。

近距离观测有“惊人发现”

虽然太阳是地球上存在生命的关键因素,但人们对太阳的了解仍有很大欠缺。比如,位于太阳大气最外层的日冕层的温度远高于太阳表面,达到约100万摄氏度,而太阳表面温度仅为5500摄氏度。目前仍不了解这一现象的原因。

太阳大气还会产生带电粒子流,即太阳风。太阳风会持续轰击地球磁场,如遇大爆发,就会穿透地球防护罩,影响卫星和通信系统乃至地面电网。更好了解太阳风的产生原理,有助于科研人员今后更好保护地球免受太阳风暴的影响。

帕克太阳探测器比其他任何人造天体都更靠近太阳。帕克将于2024年到2025年进行最后三次掠日飞行,届时距离太阳表面将不超过616万公里。在已经完成的最初几次掠日飞行中,帕克与太阳表面的最近距离约为2414万公里。

▲帕克探测器接近太阳的想象图(美国国家航空航天局网站)

美国密歇根大学学者贾斯廷·卡斯珀是帕克探测器携带的“太阳风电子、阿尔法粒子与质子探测仪”的首席研究员。科研小组获得的首批数据与太阳日冕层及其磁场有关。

科研小组发现,秒速约为483公里至998公里的“高速”太阳风源于太阳南北两极的大型日冕洞,而“低速”太阳风来自太阳赤道上的较小日冕洞。航天器观测到的太阳风最高时速达到约209万公里。

卡斯珀对记者说:“我们在太空观测太阳风,发现风里存在许多波。这些波包含粒子和磁场,携带着能量。我们想知道这些波是不是在加热日冕,是不是越靠近太阳表面就越强劲。让我们意想不到的是,当我们靠近太阳时,不仅很小的波变强了,我们还看到超级巨大的波,就像海里的‘滔天巨浪’。当一股‘滔天巨浪’掠过航天器时,太阳风时速可以在短时间内跃升超过50万公里。”

他说:“我们在接近太阳的10天时间里看到数以千计的‘滔天巨浪’。我们想知道这些巨浪是不是日冕升温的原因。”

卡斯珀表示,研究结果还显示,太阳风围绕太阳旋转的速度是模型预测结果的10到20倍。“我们发现标准太阳模型忽略了一些非常基本的物理学原理,帕克太阳探测器极有可能在任务中揭示真实的情况。”

观测结果还显示,太阳磁场会发生意想不到的奇怪变化。科研人员发现,磁场的源头是日冕洞,而磁场有时会突然发生变化,甚至反转180度,然后恢复原状,整个过程持续数秒钟到数小时。

或重塑人类对太阳认知

据路透社12月4日报道,NASA探测器与太阳的近距离接触带来大量新数据,使科学家对太阳风及太空天气有了独特的认识。

帕克太阳探测器在穿越太阳大气最外层的日冕层时承受了极高的温度。日冕是高温高能带电粒子流“太阳风”的发源地。太阳风以太阳为起点向外扩散,填满了整个太阳系。

科学界原本以为,这些带电粒子的速度振荡会在扩散过程中逐步减弱,就像弹拨吉他琴弦后产生的声波变化那样。

但一位科学家告诉记者,帕克探测器的“惊人发现”之一是太阳风时速会突然暴增,变化幅度之大甚至导致磁场自行反转。

另据美国趣味科学网站12月4日报道,首次太阳探测任务已到达太阳日冕层,即太阳外层大气。探测器发现了扰动太阳大气的“滔天巨浪”,这一发现有望解开长久以来围绕太阳的一个谜团。

NASA的帕克太阳探测器大约有一辆大型汽车那么大,于2018年8月12日发射升空。截至目前,帕克已完成两次太阳轨道飞行,快速穿越日冕层时距离太阳表面不足2414万公里。帕克将在未来掠日时进一步拉近与太阳的距离,但迄今为止的发现已经改变了天文学家对太阳的看法。

美国密歇根大学学者贾斯廷·卡斯珀说:“即使是最初几次掠日的成果也让我们惊诧于近距离观测日冕竟然如此不同。这些观测结果将从根本上改变我们对太阳及太阳风的认知,改变我们预测太空天气事件的能力。”

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