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帕克太阳能探头

领导图像©NASA / Johns Hopkins APL / Steve Gribben

你曾经像小孩一起玩超级马里奥兄弟3吗?你可能会记得何时,在你的冒险期间穿过沙漠,太阳 - 穿着愤怒的皱眉 -摇撼自己并开始潜水轰炸世界上最龟的厌恶水管工。

别担心,这颗星星不会很快从天上掉下来。但美国宇航局帕克太阳探测器的新数据显示,太阳确实有点疯狂。异常涌动的巨浪、螺旋形的太空风、快速翻转的磁场:太阳远非静止的闪亮球体,而是狂暴中的动能。

但是帕克太阳能探测器的最大启示可能只是我们不知道的太阳能活动的程度。

“我们谈论的是一个非常复杂的环境,”参与该项目的普林斯顿博士后研究助理科林·j·乔伊斯(Colin J. Joyce)说。“可能有太多的过程在进行。”

2018年7月6日,在佛罗里达州泰特斯维尔的宇航技术空间运营公司,帕克太阳探测器安装好隔热罩后,坐在一间干净的房间里。资料来源:美国宇航局/约翰·霍普金斯大学/埃德·惠特曼

2018年7月6日,在佛罗里达州泰特斯维尔的宇航技术空间运营公司,帕克太阳探测器安装好隔热罩后,坐在一间干净的房间里。资料来源:美国宇航局/约翰·霍普金斯大学/埃德·惠特曼

帕克太阳探测器的任务是比以往任何时候都更接近太阳。它已经是之前记录的两倍,到它的任务完成时,将是三倍。在那里,它正在收集太阳风的数据,太阳磁场的信息,以及高速飞行的高能粒子的测量数据。

在阳光下的400万英里的阳光表面中(近96%的地方,从地球)达到水疱400万英里,它将探讨比任何探头更强烈的热量和辐射面积。(美国航空航天局说探测器的隔热罩将保护它在最近经过时免受接近2600华氏度的温度影响。)

2018年8月推出,探针的第一批数据最近在四篇论文中写入自然。这些数据包含了完全出乎意料的新见解——我们以前不知道存在的太阳活动元素。探测器的惊喜帮助科学家们拼凑出日冕和太阳基本功能的谜题。有了这些信息,我们可以更好地了解那些对我们的宇宙产生巨大影响的恒星,以及来自太阳的空间天气对地球的影响。

“我一直在说多年来我们要做一些新的,我们会看到一些意想不到的东西,”密歇根州三个论文共同作家的密歇根州的气候和空间和工程教授贾斯汀·卡瑟斯说。

最令人兴奋的是新的太阳风数据。这可能有助于解锁这些热气体羽毛的墨堤,这些热气体呈漫射在整个太阳系整个系统中。当他们到达地球时,太阳风通常很平静。帕克太阳能探测器透露,太阳从其表面射击太阳风而不是科学家们的想法。这可能有助于我们更好地了解太阳的演变。

在地球附近观测到的太阳风是一种相对均匀的等离子体流,偶尔会有湍流翻滚。但到那时,它已经旅行了9000万英里——太阳加热和加速太阳风的确切机制的特征就被抹杀了。在接近太阳风的源头时,帕克太阳探测器看到了截然不同的景象:一个复杂的、活跃的系统。信贷:美国宇航局戈达德/ CIL / Adriana Manrique Gutierrez

在地球附近观测到的太阳风是一种相对均匀的等离子体流,偶尔会有湍流翻滚。但到那时,它已经旅行了9000万英里——太阳加热和加速太阳风的确切机制的特征就被抹杀了。在接近太阳风的源头时,帕克太阳探测器看到了截然不同的景象:一个复杂的、活跃的系统。信贷:美国宇航局戈达德/ CIL / Adriana Manrique Gutierrez

“在非常、非常、非常、非常长的时间尺度上,这影响了太阳减慢其自转的方式,”美国国家航空航天局研究天体物理学家尼克尔·维奥(Nicholeen Viall)说,他也是帕克号上两台仪器的科学团队成员。

了解这一点将有助于我们了解太阳和其他恒星是如何结束它们的生命周期的。乔伊斯将这种效果比作坐在办公椅上旋转时伸出手臂。

帕克的数据也有更多即时影响。了解阳光靠近太阳风暴的条件,可以帮助保护地球。太阳会影响我们,除了提供热和光线。太阳能活动可以像风阵风一样踢起来。辐射那些风携带可能会损坏卫星并对宇航员构成威胁。冠状大众射血(CME)是巨大的电晕砰砰声射击,有可能击中地球。这些可以对我们的电气系统造成严重破坏。

1859年的一次日冕物质抛射卡林顿事件在美国,古巴和火奴鲁鲁都能看到北极光,电报设备上还冒出火花。想象一下当今世界对技术的依赖程度有多大。

如果你把太阳天气想象成飓风,帕克太阳探测器的太阳风数据就像气象测量,帮助我们预测和跟踪那些巨大的风暴。能够提前预测这些风暴可能意味着安全成功的月球或火星任务,或将宇航员置于巨大的风险。

帕克表示,嵌入太阳风中的太阳磁场朝着方向翻转。这些逆转 - 被称为“交换” - 在几秒钟到几分钟的时间,随着帕克太阳能探头的流动。在交换过程中,磁场鞭打自身鞭打,直到它几乎直接在太阳侧向尖头。信贷:美国宇航局戈达德/ CIL / Adriana Manrique Gutierrez

帕克表示,嵌入太阳风中的太阳磁场朝着方向翻转。这些逆转 - 被称为“交换” - 在几秒钟到几分钟的时间,随着帕克太阳能探头的流动。在交换过程中,磁场鞭打自身鞭打,直到它几乎直接在太阳侧向尖头。信贷:美国宇航局戈达德/ CIL / Adriana Manrique Gutierrez

在混乱的日冕内,帕克号还显示出异常涌浪,它们在太空中撕裂得如此之快,以至于翻转了磁场。Kasper说,如果没有如此接近,这些波是不可能被测量到的,它们可能是日冕比太阳表面更热的原因之一,这是一个有趣的谜。

太阳周围的整个环境充满了高能粒子,几乎不为人知的波,以及其他在地球附近找不到的事件。Viall说,随着每一个轨道,我们将了解更多。

所有的研究人员都对他们看到的数据感到兴奋和困惑。看着这些信息进来,乔伊斯觉得自己成为了历史的一部分。

“靠近太阳是朝着实际发生的事情的重要一步,”乔伊斯说。

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