文章来自“科学大院”大众号
作者:王铮
最近,美国国家航空航天局(NASA)的帕克太阳勘探器(Parker Solar Probe)勘探的原始数据及其剖析效果开端发布,让这枚勘探器再次进入人们的视野。
帕克是现在人类历史上最近间隔的“探日”,探究太阳风构成进程及对太空气候的影响,测验解开日冕的极点高温之谜,简言之便是探究太阳的大气。
帕克勘探器艺术图(图片来自:https://media.nature.com/)
太阳大气外围(图片来自:https:///)
通过温度猛增之后,大约1万到2万公里高,太阳大气温度就能够抵达150万K,其与光球、色球有十分明显的不同,所以这上方界说为太阳大气的最外层,也便是“日冕”(Corona)。因为太阳风是来自日冕的物质流,所以广义的日冕包含了太阳风所能抵达的规模,也便是超越150亿公里的规模。日冕的温度随高度添加较为缓慢,几乎是均匀的,所以才会有学者把过渡区独自当作圈层。
日冕中的密度现已很低了,且在这样高的温度之下,太阳大气的成分是彻底电离的,乃至一些元素的原子中较为内层的电子也电离逃逸,呈现一些在地球上天然状况无法呈现的离子(例如铁原子丢掉13个电子构成离子)。日冕的丢失能量首要来自太阳风和色球层的热传导,辐射丢失不是首要的,其辐射并不强,它的亮度只要日球层的百万分之一,所以也要在日食期间才合适观测。不过,科学家们发明晰日冕仪,就能对日冕进行继续观测。
2006年日食期间对太阳日冕的摄影(来历:https://cseligman.com/)
还有一些学者对日冕又进行了一些细分,分红内、中、外日冕等,一般是依据日冕光谱的性质。这儿用一些专业的归于简略介绍,感兴趣的朋友能够再去查找名词的解说。日冕射线由3部分所组成:
(1)由自由电子汤普逊散射来自光球的辐射构成的偏振的连续光谱,没有吸收线,称为K日冕;
(2)由黄道面熟行星际尘土粒子散射来自光球的辐射构成不偏振的连续光谱,其间含有夫琅和费线,称为F日冕,又称为“内黄道光”;
(3)一切日冕的分立辐射线的总和,称为E日冕或L日冕。
上边说到的一些日冕细分例如K日冕首要来自2.3倍太阳半径以内、F日冕首要来自2.3倍太阳半径以外,所以把色球层顶到2.3倍太阳半径之间称为内日冕、2.3倍太阳半径以外称为外日冕。一起这也与太阳磁场有关,大约2.5倍太阳半径以内磁场有闭结构,但这个间隔以外只要开结构。
太阳大气还有什么隐秘?等帕克告知咱们
上一年8月,帕克升空,估计2025年将抵达间隔太阳仅约590万千米的当地,展开人类历史上第一次太阳活动的源头采样。现在,帕克勘探器飞到了间隔太阳约2400万公里的近处,是人类航天器之最,而一些重要的观测效果就在其飞越近日点时取得的。
未来它还会在环绕太阳旋转的进程中愈加挨近太阳,其规划的轨迹如下图的红线所示。
别的,假如咱们对帕克勘探器在世界中的实时方位感兴趣,能够在NASA的网址(http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/The-Mission/index.php#Where-Is-PSP)进行检查。
帕克太阳勘探器现已飞过(绿色)和未来的轨迹(图片来自:https://blogs.nasa.gov/
世界“真空”不是真的空,在太阳和地球这些星球的周围,其实有许多物质粒子。咱们常说的太阳风,便是来自太阳的等离子体流,其间还包含着太阳的磁场(称为磁冻住);从太阳动身到咱们地球,远到冥王星,乃至远到上百倍日地间隔(超越150亿公里),这中心的世界空间,其间都充满着太阳风等离子体(尽管密度十分低)以及太阳的磁场,而它们都来自太阳大气的外层。
帕克勘探器便是在间隔太阳较近的太阳等离子体中勘探其性质,协助咱们了解更多的太阳常识。例如,这次新宣布的效果中,帕克勘探器的勘探多个方面数据显现,太阳邻近的磁场与咱们在地球邻近勘探到的性质不同,十分不稳定,能在短时间内大幅度乃至180度旋转,这彻底出乎了科学家们的意料。未来,希望帕克能为咱们解开更多太阳大气的奥妙!
作者单位:我国科学院国家空间科学中心
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