物理科技生物学-PHYICA

太阳的特大泽千寻写镜头

天文学与空间 2022-02-04 00:01:11

马克斯·普朗克学会 2020年5月30日,欧空局太阳轨道飞行器航天器上的极紫外成像仪拍摄了这些图像

它们以17纳米的波长显示太阳的外观,这是电磁光谱的极紫外区

这种波长的图像揭示了太阳上层大气——日冕,温度约为100万度

信用:【减】太阳轨道飞行器/EUI团队(欧空局& NASA);CSL、国际会计准则、MPS、PMOD/WRC、罗布、UCL/MSSL 仅在发射后几个月,欧空局的太阳轨道飞行器就从以前无法到达的距离捕捉到了太阳的图像

除此之外,这些图像揭示了太阳大气中的结构,这些结构可能被解释为所谓的纳米闪光,即非常小的辐射爆发

今天公布的六个遥感仪器的图像是在6月15日之前和之后拍摄的,当时航天器到达了当前轨道上离太阳最近的一点

探测器离我们的恒星只有7700万公里

尽管早期的任务阶段主要是为了调试仪器,但数据已经提供了令人印象深刻的证据,证明太阳轨道飞行器对太阳的独特全面的观察——从表面的磁场到流入太空的粒子

德国的马克斯·普朗克太阳系研究所是该飞行任务的重要合作伙伴,并大量参与了其中四种仪器

其中一个仪器是极紫外成像仪(EUI),MPS为其贡献了三个望远镜中的一个

该仪器观察日冕的不同层,日冕是太阳的热外层大气,主要发射紫外线

由于紫外线大部分被地球大气层吸收,即使是地球上最强大、最大的太阳望远镜也无法获得

因此,EUI已经提供了这个太阳区域最清晰的视图

在特别短波的紫外光下,极紫外图像显示出直径仅700多公里的小亮点

科学家认为,这些有可能是所谓的纳米闪光,是我们恒星巨大辐射爆发的小得多的版本,它延伸到遥远的太空,甚至可以对地球产生影响

“在其他空间探测器拍摄的图像中,我们以前见过更大的纳米闪光”

欧盟国际联合首席研究员乌多·舒勒解释说

然而,科学家们现在对这种现象出现的频率感到惊讶

“显然,日冕充满了这样的小耀斑,”许勒说

这些太阳图像是由高分辨率成像仪赫利亚望远镜产生的,赫利亚望远镜是欧空局太阳轨道飞行器航天器上的极紫外成像仪的一部分

这些图像显示了热日冕下波长为121的太阳大气

6纳米

太阳低层大气的这一部分的温度大约为10000到10000开氏度

这个图案是由下面的对流运动产生的,但是这个图案中的单个明亮特征可以对应于日冕高层的磁性结构的足迹

学分:太阳轨道飞行器/欧洲仪器小组(欧空局& ampNASA);CSL、国际会计准则、MPS、PMOD/WRC、罗布、UCL/MSSL 正是因为这个原因,纳米闪光可以为日冕中神秘的高温提供解释

在100万度时,它们比下面的光球层高200倍

为了理解是什么导致了纳米闪光,以及它们是如何给日冕提供能量的,有必要观察更深的层

亮点的痕迹也可以在低日冕的极紫外图像中找到

这个区域是由欧洲国际研究所的一架高分辨率望远镜拍摄的,该望远镜是在多磺酸粘多糖实验室开发和建造的

但是这些现象是如何产生的呢?太阳表面的哪些过程是负责任的?而我们恒星的磁场又起着什么作用呢?回答这样的问题就是太阳轨道飞行器的实力

六个成像仪器和总共十个望远镜观察太阳的不同层,从可见表面,通过光球层和日冕,到太阳大气和内层日光层之间的过渡区域

另外四种仪器,即所谓的原位仪器,测量航天器所在位置的太阳风

太阳轨道飞行器比以前的任何其他任务都能够将所有这些区域和现象相互联系起来,从而提供一个独特的太阳整体综合视图

在MPS开发和建造的偏振和太阳地震成像仪(PHI)俯视太阳表面

“PHI揭示的太阳表面的磁性结构是太阳轨道飞行器在太阳外层观察到的所有过程背后的驱动力,”多磺酸粘多糖主任教授说

医生

萨米K

Solanki,PHI首席研究员

根据太阳表面磁场的强度和方向,研究人员可以计算出磁场是如何继续进入太阳外层的

这种第一次计算已经可用,可以帮助解释光球层和日冕中观察到的过程

来自偏振和太阳地震成像仪的图像

左栏显示了可见光下的太阳

上图:这张照片拍摄于2020年6月18日,显示了整个太阳盘

由于太阳目前相当不活跃,所以看不到太阳黑子

下面是高分辨率PHI望远镜从2020年5月28日拍摄的特写

该区域的面积约为20万千米x 20万千米,位于太阳的中心

这张图片展示了太阳可见表面下热等离子体运动产生的太阳颗粒图案

中间一栏显示了太阳的磁场

右栏显示了太阳等离子体移向或远离观察者的速度

图像中从蓝色到红色的变化可以用太阳的旋转来解释

信用:太阳轨道飞行器/PHI团队/欧空局& amp国家航空与航天局 PHI图像还显示了太阳表面的一个活跃区域

这种紧密相邻的磁极相反的区域通常是太阳黑子的起点

与太空中大多数从靠近地球的位置观察太阳的太阳能探测器不同,太阳轨道飞行器当时已经有了一个全新的视角

大约70度将探测器与太阳和地球之间的视线分开

“从地球上看,这个活跃区域是不可见的,”索拉斯基说

尽管有这些初步的发现和成功,目前的图像还不是太阳轨道飞行器科学测量活动的一部分

对于遥感仪器来说,这将在2022年之前在离太阳更近的地方开始

“在过去的几周里,主要的焦点是测试我们的仪器在真实空间条件下的表现,”博士解释道

约翰·赫兹伯格,运营科学家

除了PHI和EUI,议员参与的其他两个工具也证明了它们的价值

日冕环境的光谱成像仪(SPICE)和日冕物质抛射仪也能观察太阳炽热的外壳,并为整体图像提供更多的谜团

“SPICE逐片扫描日冕,并将捕获的紫外光分解成各自的波长,”议员科学家教授解释说

医生

SPICE联合首席调查员哈迪·彼得

这使得我们可以对日冕中某些元素的丰度得出结论

这些调查也显示了太阳轨道飞行器的力量

原位仪器太阳风分析仪分析太阳风中相同元素的频率

“这使我们能够理解粒子在从日冕进入太空的过程中发生了什么,”彼得说

PHI拍摄的图像

左上图是2020年6月18日用PHI全圆盘望远镜拍摄的

它展示了肉眼所见的太阳

目前我们最近的恒星是磁性安静的,这意味着没有可见的太阳黑子

这并不是说没有磁场穿过太阳表面和大气层

左下方的图像是2020年5月28日用PHI高分辨率望远镜拍摄的

这是一张横跨太阳表面大约20万千米x 20万千米的磁图

看到的小构造是南北两极的磁性区域,其中一些大小只有1000千米

右下方的图像显示了从磁性结构发出的磁场线向太阳高层大气的外推法,这是由欧洲仪器望远镜拍摄的

右上角的图像显示了太阳表面上这个斑块的可见外观

颗粒模式代表热的带电气体的上下流动,称为等离子体,发生在太阳的可见表面之下

信用:太阳轨道飞行器/PHI团队/欧空局和美国航天局 日冕仪梅蒂斯使日冕和内日光层之间的过渡区域可见

与太空中的其他日冕物质抛射仪相比,这种仪器能在几分钟内生成相应的图像,因此也能揭示动态过程

“我们的空间分辨率已经超过了太空中的其他日冕物质抛射仪,”MPS科学家Dr

卢卡·特里萨卡,梅蒂斯共同首席调查员

所有的仪器目前都在见证一个非常安静的太阳

只有在接下来的几年里,当我们的恒星已经度过了它目前的最小活跃期,它才有望再次变得更加活跃

太阳轨道飞行器的遥感仪器随后将开始他们的科学活动——然后将对太阳焰火有一个独特的看法

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