由欧洲航天局拍摄
12月15日至16日，欧空局/美国航天局太阳轨道飞行器航天器上的梅蒂斯仪器在可见光下拍摄的伦纳德彗星图像合成图
彗星穿过视野，它的尘埃和离子尾部指向仪器
信用:欧空局/太阳轨道飞行器/梅蒂斯团队 迄今为止，这是欧空局/美国国家航空航天局的太阳轨道飞行器第二次穿过彗星的尾部
由英国伦敦大学学院的天文学家提前预测，该航天器收集了大量的科学数据，目前正在等待全面分析
作为一个设计用来进行独特的太阳研究的航天器，太阳轨道飞行器也以探索彗星而闻名
在2021年12月17日以1200-1300 UT为中心的几天里，航天器发现自己正穿过C/2021 A1 Leonard彗星的尾部飞行
这次相遇捕捉到了关于彗星尾部粒子和磁场的信息
这将使天文学家能够研究彗星与太阳风相互作用的方式，太阳风是一种由粒子和磁场组成的可变风，从太阳发出，横扫太阳系
伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的研究生塞缪尔·格兰特预测了这次穿越
他修改了一个现有的计算机程序，该程序将航天器轨道与彗星轨道进行比较，以包括太阳风的影响及其塑造彗星尾巴的能力
“我用伦纳德彗星和太阳轨道器对太阳风的速度进行了一些猜测
就在那时，我看到即使在相当宽的太阳风速度范围内，似乎也会有一个穿越，”他说
该图系列代表了2021年12月，当欧空局/美国宇航局太阳轨道飞行器飞船穿过伦纳德彗星的尾部时，太阳风分析器的重离子传感器收集的数据
数据涵盖12月11日至20日，第一个和最后一个图分别在尾部交叉之前和之后，以不存在单电离离子为标志
在穿越尾部的过程中，仪器探测到了可归因于彗星而非太阳风的粒子，例如氧离子、碳离子和分子氮离子，以及一氧化碳、二氧化碳和水的分子
(离子是被剥夺了一个或多个电子，现在携带净正电荷的原子或分子
)该图显示了不同彗星和太阳粒子在一天中积累的“命中数”，并记录了单个粒子穿过仪器核心所需的时间(飞行时间)，以及其能量/电荷
一般来说，较重的粒子比较轻的粒子需要更长的时间
不同质量/电荷的粒子沿图中特定的线分布
规则的太阳风粒子大量聚集在一条线上(标记为Vsw)(由红色和绿色表示)
对于速度是太阳风粒子两倍(2Vsw)和0的粒子，也会标记边界线
8倍快(0
8Vsw)
图右侧不同波段的绿色密度揭示了与太阳风中预期的电荷特征不同的粒子，此外，太阳风中根本找不到分子
像这样经过许多天收集的数据有助于描绘彗星的离子尾巴
这些数据被用来确定太阳风从彗星上剥离物质的速度，例如通过比较“母体”分子的丰度(例如
g
一氧化碳，一氧化碳)，以及单个原子成分(在这种情况下，碳和氧)
结合磁场数据，科学家还将能够探索新产生的离子与太阳风本身相互作用产生的局部空间等离子体不稳定性
信用:欧空局/太阳轨道飞行器/西南航空局团队 在穿越时，太阳轨道飞行器距离地球相对较近，在2021年11月27日进行了一次重力辅助机动，标志着飞船科学阶段的开始，并使飞船走上了2022年3月接近太阳的路线
这颗彗星的核心是44
500万公里之外，靠近金星，但它的巨大尾巴延伸到地球轨道和更远的地方
迄今为止，太阳轨道飞行器对彗星尾巴的最佳探测来自太阳风分析器(SWA)仪器套件
它的重离子传感器(HIS)清晰地测量出可归因于彗星而非太阳风的原子、离子甚至分子
离子是被剥夺了一个或多个电子，现在携带净正电荷的原子或分子
SWA-HIS检测到氧离子、碳离子、分子氮离子以及一氧化碳、二氧化碳和可能的水分子
德克萨斯州西南研究院SWA-HIS首席研究员斯特凡诺·利维说:“由于电荷小，这些离子显然都来自彗星。”
当彗星在太空中运动时，它倾向于将太阳磁场覆盖在它周围
这个磁场是由太阳风携带的，覆盖产生了不连续性，磁场的极性从北向南急剧变化，反之亦然
该数据图使用来自太阳风分析器质子和阿尔法传感器(SWA-PAS)的太阳风速度和方向数据来估计2021年12月期间欧空局/美国宇航局太阳轨道飞行器航天器接近彗星C/2021 A1 Leonard离子尾中心的距离
该图记录了SWA-PAS探测到的每一包太阳风被认为在彗星从太阳到宇宙飞船的旅程中离其原子核有多近
左轴以天文单位(au)给出刻度，其中1 au是太阳到地球的距离，右轴以公里表示相同的距离
太阳风速度和方向的变化是绘制距离变化的原因
12月15日和17日有短暂的数据采集间隙
像这样的数据可以帮助确定穿越尾巴的时间
来自另一个SWA传感器(重离子传感器)的彗星离子探测持续了几天，证明了尾部有数百万公里宽
根据第一次分析，在尾部交叉中点的归位使其从12月16日结束(根据此处显示的数据图)到12月17日1200-1300 UT(根据对其他仪器信号的初步分析)
信用:欧空局/太阳轨道飞行器/西南航空局团队& S
格兰特(UCL) 磁力仪(MAG)的数据确实表明存在这种悬垂磁场结构，但要绝对确定，还需要做更多的分析
伦敦帝国学院MAG联合研究员洛伦佐·马泰尼说:“我们正在研究数据中发现的一些较小规模的磁扰动，并将它们与Solar Orbi ter粒子传感器的测量结果结合起来，以了解它们可能的彗星起源。”
除了粒子数据，太阳轨道飞行器还获得了图像
梅蒂斯是太阳轨道飞行器的多波长日冕仪
它可以进行紫外观察，观察氢发出的莱曼α射线，还可以测量可见光的偏振
在12月15日和16日期间，它在可见光和紫外光下同时捕获了这颗彗星的远端
这些图像现在正由仪器团队进行分析
“可见光图像可以提示彗星喷射尘埃的速度，而紫外线图像可以给出水的产生速度，”意大利帕多瓦的国家科学研究中心纳米技术研究所的梅蒂斯联合研究员阿兰·科尔索说
太阳轨道器日光层成像仪也捕捉到了数据
这些图像显示了彗星离子尾巴的大部分，这是在航天器本身位于尾巴内部时拍摄的
随着图像序列的进展，可以看到尾部的变化，以响应太阳风速度和方向的变化
12月15日至16日，欧空局/美国航天局太阳轨道飞行器航天器上的梅蒂斯仪器在紫外光下拍摄的伦纳德彗星图像合成图
彗星穿过视野，它的尘埃和离子尾部指向仪器
信用:欧空局/太阳轨道飞行器/梅蒂斯团队 不仅仅是太阳轨道飞行器在观察穿越
欧空局/美国国家航空航天局的SOHO任务和美国国家航空航天局的STEREO-A和帕克太阳探测器宇宙飞船正在进行远距离观测
这意味着天文学家现在不仅有来自尾部内部的数据，他们也有来自其他航天器的背景图像(见上图)
彗星尾巴交叉是相对罕见的事件
在那些被发现的事件中，大多数是在事件发生后才被注意到的
欧空局/美国国家航空航天局的尤利西斯任务遇到了三个彗星离子尾部，包括1996年5月的C/1996 B2海库塔和2007年初的C/2006 P1麦克诺特
太阳轨道飞行器本身在发射后不久，于2020年5月和6月穿过分裂彗星C/2019 Y4 ATLAS的尾部
尽管早期的交叉是一个惊喜，但由于伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的杰伦特·琼斯开发并由塞缪尔扩展的计算机代码，太阳轨道飞行器的两次相遇都被提前预测
“最大的优势是，基本上不需要航天器的努力，你就可以在很远的地方对彗星进行采样
这非常令人兴奋，”塞缪尔说，他现在正在查看其他航天器的档案数据，寻找迄今为止尚未被注意到的彗星尾部交叉
2021年12月7日，美国国家航空航天局的帕克太阳探测器的WIPSR仪器记录到伦纳德彗星的图像时，它几乎与欧空局/美国国家航空航天局的太阳轨道飞行器航天器处于太阳的相对侧
从帕克太阳探测器的观点来看，这颗彗星似乎直接从金星和地球之间穿过
信用:美国航天局/美国国家研究实验室/政府
斯坦博格/K
Battams 这项工作也有助于为欧空局的彗星拦截器任务积累经验，杰伦特是该任务的科学小组负责人
该任务将访问一颗尚未被发现的彗星，用三个航天器飞越该目标，以创建一个“动态新”物体的3D轮廓，该物体包含从太阳系黎明幸存的未加工材料
与此同时，太阳轨道飞行器上的仪器团队正忙于分析伦纳德彗星的数据，不仅是为了了解彗星的情况，也是为了了解太阳风的情况
欧空局/美国航天局太阳轨道飞行器航天器于2021年12月飞越C/2021 A1 Leonard彗星的尾部，收集图像和原位太阳风和粒子数据
与此同时，SOHO(欧空局/美国国家航空航天局)、帕克太阳探测器(美国国家航空航天局)和STEREO-A(美国国家航空航天局)也在从其他角度观察彗星的演化
该图显示了2021年12月17日行星、彗星和航天器的大致相对位置，不按比例绘制
选定的仪器显示了非常近似的视场:太阳轨道器上的SoloHI和立体A上的SECCHI
信用:G
琼斯公司
格兰特(UCL) “这种额外的科学总是太空任务中令人兴奋的一部分，”欧空局太阳轨道飞行器项目科学家丹尼尔·米勒说
“当预测阿特拉斯彗星穿越时，我们仍在校准航天器及其仪器
此外，彗星在我们到达那里之前碎裂了
但是有了伦纳德彗星，我们完全准备好了——而且彗星没有解体
" 今年3月，太阳轨道飞行器在距离太阳0
32 au(约为地球-太阳距离的三分之一，约5000万公里)
这是未来十年内将发生的近20次接近太阳的事件之一
这些将产生前所未有的图像和数据，不仅来自近距离，也来自太阳前所未见的极地
丹尼尔说:“太阳轨道飞行器有太多值得期待的东西，我们才刚刚开始。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
