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太阳轨道飞行器公布了巡航阶段的大量科学成果

天文学与空间 2022-10-01 00:01:14

由欧洲航天局拍摄 太阳外层大气日冕的图像,由太阳轨道飞行器上的极紫外成像仪拍摄

这张特殊的照片是由极紫外波长为17的欧洲仪器公司的高分辨率成像仪拍摄的

4纳米(HRIEUV)

这张照片拍摄于2021年2月23日,显示了384x384,000公里的太阳表面

作为比较,地球的直径是12

7000公里

2021年2月23日,太阳活动平静,但HRIEUV仍然捕捉到太阳上相对小规模的喷气活动

这种动态活动与所谓的“营火”有关,营火是太阳轨道飞行器发射后不久科学家用EUI仪器在太阳上发现的微型太阳耀斑

信用:太阳轨道飞行器/欧盟国际小组/欧空局和美国航天局 对于一个尚未进入其主要科学阶段的任务,太阳轨道飞行器已经产生了许多伟大的科学

今天看到了任务巡航阶段的大量结果的公布

对太阳表面的法医观察、对高能粒子巨大爆发的测量以及与彗星尾巴的相遇只是五十多篇论文中的一些亮点,这些论文包括《天文学和天体物理学》的特刊,并于今天在年度AGU会议上发表

欧空局太阳轨道飞行器副项目科学家Yannis Zouganelis说:“今天公布的结果展示了这项任务正在使之成为可能的各种太阳能科学,并标志着现在正流回地球的丰富数据。”

太阳轨道飞行器的巡航阶段从2020年6月15日开始,一直持续到2021年11月27日

在此期间,航天器通过其原位仪器获取科学数据,这些仪器旨在测量航天器周围的环境

它还利用遥感设备观察太阳,以确定和校准这些仪器

其中一些数据质量非常好,使得第一批科学研究能够在2021年11月下旬开始的主要科学阶段之前进行

更详细地看太阳能篝火 当飞船在2020年2月发射后第一次睁开眼睛时,它的极紫外成像仪(EUI)发现了一系列微型太阳耀斑,科学家们称之为“篝火”

“这些可以在解释太阳外层大气日冕百万度温度中发挥关键作用,日冕几十年来一直无法解释

在最新的结果中,EUI仪器一直在以“高节奏”模式采集一些观测数据,每两秒钟返回一张日冕图像

这些图像序列是有史以来在极紫外光中记录的最高节奏的日冕观测

数据揭示了一类动态的营火,它们以每秒100公里的速度喷射出被称为等离子体的带电气体射流

据观察,这些喷流只存在了10到20秒

这部电影展示了太阳轨道飞行器上的极紫外成像仪(EUI)研究太阳的方式——在这种情况下,放大短暂的明亮事件

信用:太阳轨道飞行器/欧盟国际小组/欧空局和美国航天局 领导这项研究的德国哥廷根马普研究所的帕拉德普·奇塔说:“我们现在正在了解这个过程的本质。”

他把过去比作视力不好,只能看到模糊的图像

然而现在,欧盟国际组织正把营火引向越来越清晰的焦点

随着太阳轨道飞行器离太阳越来越近,景色只会越来越好

而且由于欧空局地面站的升级,航天器能够比发射前预期的传回更多的高节奏数据

太阳轨道飞行器的第一次大范围高能粒子事件 除了“小规模”的营火,太阳轨道飞行器也见证了它的第一次大规模活动

2020年11月29日,几年来第一次广泛存在的高能粒子事件从太阳爆发

太阳经历了一个持续大约11年的磁活动周期,这个特殊的事件是第25周期的第一个广泛存在的高能粒子事件

顾名思义,这个事件将粒子散布在太阳系内部的大片区域

当喷发到达地球的距离时,喷出的粒子散布在超过230度的太阳经度上

它们不仅被太阳轨道飞行器探测到,还被美国宇航局的帕克太阳探测器和STEREO-A以及欧空局/美国宇航局的SOHO航天器探测到,所有这些航天器都靠近地球轨道,但太阳经度不同

那么,问题是事件的源区在太阳上有多大,喷发释放后扩大了多少?这就是太阳轨道飞行器的“链接科学”目标变得重要的地方

“我来自于现场观察,”亚历山大·科尔霍夫说,他是德国基尔大学基督教-阿尔布雷特学院实验和物理研究所的负责人,负责11月事件的分析

“我们在航天器周围看到一个粒子事件,然后进行遥感观测,并试图查明太阳上的来源

" 在这种特殊的情况下,关于仅仅源区的大小是否大到足以解释粒子的广泛传播,数据是不确定的

但是数据中的暗示足以显示科学家们继续改进这项技术的巨大前景

这是2021年2月23日在太阳轨道器上用EUI仪器拍摄的太阳外层大气日冕的电影

在高节奏模式下工作,仪器每两秒钟返回一个图像

由此产生的电影是有史以来在极端紫外线下记录的最高节奏的日冕观测之一

它展示了一种被称为“篝火”的微型太阳耀斑的动态类别,这种耀斑以每秒100公里的速度喷射出带电气体射流,称为等离子体

然而,它们很难被发现,因为喷流只能被看到10-20秒

它们可以在解释日冕是如何被加热到百万度的过程中发挥关键作用

几十年来,解释这种极端温度一直是太阳能科学家关注的焦点

信用:太阳轨道飞行器/欧盟国际小组/欧空局和美国航天局 追踪太阳隐形日冕物质抛射 英国伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的詹妮弗·奥凯恩也煞费苦心地对太阳表面进行了详细观察

她和同事们一起去寻找所谓的隐形CME

CME代表日冕物质抛射

这些是太阳等离子体和磁场的巨大爆发,通常发生在太阳耀斑旁边——太阳低层大气中的爆炸性磁事件,将粒子喷射到太空中

然而,在隐形日冕物质抛射的情况下,似乎没有相关的耀斑

利用最先进的图像处理工具,珍妮弗查看了太阳图像,看她是否能找到2020年4月引发日冕物质抛射的触发事件的证据

根据太阳轨道飞行器的测量,它的磁场强度也特别大,大约是正常日冕物质抛射的两倍,但令人困惑的是,当时太阳的可见表面完全是空白的

没有太阳黑子或任何其他活跃区域

只有等离子体的高磁场强度吞噬了太阳轨道飞行器,才在第一时间提醒团队注意日冕物质抛射

经过对数据的艰苦搜索,珍妮弗在极紫外图像中发现了一个黑暗区域,表明日冕中有一个低密度空洞,它从太阳升起的速度非常慢

这里的“慢”是另一个相对术语

大多数日冕物质抛射以每秒数百甚至数千公里的速度运动,而这次是以每秒数十公里的速度向外运动

2020年11月29日,太阳爆发了几年来第一次广泛存在的高能粒子事件

该事件的电影是由欧空局/美国航天局联合任务SOHO使用其LASCO(大角度和光谱日冕仪)仪器拍摄的

信用:欧空局、美国航天局SOHO/LASCO团队

“这是我研究过的最困难的事件,”珍妮弗说,她指的是找到它起源的线索花了多少努力

从空间天气预报的角度来看,隐形日冕物质抛射是一个特殊的挑战,因为预报员依赖于在太阳上看到他们可以实时识别的东西,以便知道有可能改变近地空间环境的东西正在到来

与彗星的尾巴会合 英国伦敦帝国理工学院的洛伦佐·马泰尼领导了另一项艰苦的调查,以确定太阳轨道飞行器是否在2020年6月穿越了阿特拉斯彗星的尾部

太阳轨道飞行器发射后不久,人们就预测到了可能的穿越,因此研究小组匆忙确保至少一些仪器准备好及时获取数据

然而,由于命运的残酷转折,就在穿越前十天,这颗彗星在太阳的炙热下解体了,美丽的尾巴也消失了

然而,洛伦佐和他的同事们在6月4日的数据中发现了与彗星尾部残骸交叉相一致的证据

具体来说,他们看到太阳轨道器周围的磁场突然改变极性,如果太阳磁场覆盖在一片破碎的彗星核周围,这是可以预料的

洛伦佐说:“这是我们第一次在地球轨道内遇到彗星尾巴。”

磁性太阳

学分:欧空局/ATG媒体实验室;美国航天局/空间发展组织/戈达德 这可能不是最后一次

彗星一直朝着太阳落下

它们与太阳磁场相互作用的方式为太阳轨道飞行器研究太阳系的这个迷人区域提供了另一种方式

继2021年11月飞越地球之后,太阳轨道飞行器现在正处于其主要的科学阶段

所有相关人员都在为2022年3月的太阳近距离穿越做准备

“我对这次任务非常满意

这些结果既显示了已经完成了多少伟大的科学工作,也显示了还有多少工作要做。”

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