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科學家完成太陽風迄今最佳研究

2019-12-05 19:08:56     來源:應家網綜合     責任編輯:李娜

一架掠過太陽的探測器對太陽風的誕生地進行了前所未有的最佳觀測。

 

太陽風是從這顆恒星向外噴涌出的帶電粒子流。太陽風粒子與地球磁場相互作用,可能對宇航員安全、無線電通信、GPS信號和地面電網等產生影響,但科學家尚不清楚太陽風中的粒子如何獲得加速度。

 

美國宇航局(NASA)的“帕克”太陽探測器發現了太陽風中的奇怪尖峰——粒子在那里加速并改變了太陽風的磁場方向。該探測器還觀測到環繞太陽旋轉的太陽風的速度比預期的要快,這意味著科學家對于恒星如何隨著年齡增長而減慢自轉速度的理解可能是錯誤的。

 

12月4日發表在《自然》雜志的4篇論文描述了這些發現,它們將為研究人員更好地應對太陽風最狂暴的時期做好準備——當太陽風席卷地球時,它會破壞無線電和其他通訊設備。

 

這是“帕克”太陽探測器的首批研究成果。該探測器于2018年發射升空,目前已經繞太陽運轉了3圈。

 

“我們從一開始就看到了非常棒的等離子體天體物理學的新應用。”加利福尼亞大學伯克利分校等離子體物理學家Stuart Bale說,“這是驚人的。”

 

“帕克”太陽探測器在環繞恒星旋轉的同時,2014世界杯網,正在逐漸靠近太陽。最近的一次相遇是在今年9月,下一次預計發生在明年1月。科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心太陽物理學家Sarah Gibson說:“我們現在觀測的是一種以前我們只能推測的狀態。”該探測器正在研究加熱太陽外層大氣(日冕)并使太陽風加速的能量。

 

Bale表示,盡管科學家可以研究太陽風席卷地球時的情況,但這樣做就像試圖從半山腰研究一條瀑布的源頭一樣。“如果你想要知道源頭,你必須爬上去并靠近它——它是從地下的一個洞里出來的嗎?還是從巖石的縫隙里出來的?那里有自動噴水滅火系統嗎?”

 

“帕克”太陽探測器測量了來自赤道附近日冕中的一個小洞的一部分太陽風。這是迄今為止對太陽風起源點的一次最近距離的觀察。

 

該探測器還發現,當太陽風吹向太空時,它的一部分會以極高的速度向前飛馳。

 

“我認為它們是超級巨浪。”密歇根大學安娜堡分校空間科學家Justin Kasper說。在這些波浪中,太陽風的速度增加了一倍,同時氣流是如此強勁,以致于太陽風的磁場發生了暫時的逆轉。

 

Kasper說,該探測器每次掠過太陽時,都會穿過1000多個這樣的尖峰。科學家還不知道是什么原因造成了這些現象。

 

另一個令人驚訝的發現是,當恒星旋轉時,太陽風圍繞太陽旋轉的速度到底有多快。模型顯示,太陽風以每秒鐘幾公里的速度向這個方向流動。但是“帕克”太陽探測器測量到太陽風正在以每秒鐘35公里到50公里的速度移動。Kasper說:“科學家目前完全不知道這又是什么原因造成的。”

 

這一發現意義重大。知道太陽風以不同于預期的速度旋轉,可以幫助研究人員改進對危險的太陽爆發可能何時到達地球的預測。這一發現還表明,太陽風從太陽帶走的能量比之前認為的要多,所以恒星的自轉速度可能比預期的要慢。如果是這樣,天文學家可能需要修正他們關于宇宙中其他恒星年齡的觀點。

 

但是,到目前為止,“帕克”太陽探測器只以近距離研究了太陽的很小一部分。曾模擬太陽風如何減緩太陽自轉的英國埃克塞特大學天文學家Adam Finley表示,還需要進行更多的觀察,以證實太陽風出乎意料的快速旋轉速度。




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