美國宇航局親吻太陽的帕克太陽探測(cè)器發(fā)現(xiàn)“快速”太陽風(fēng)的來源

2025-12-10 23:31:30 分類：探索 閱讀(85622)

一個(gè)藝術(shù)家的概念，美國宇航局的美國帕克太陽探測(cè)器觀察太陽。(圖片鳴謝:NASA/約翰·霍普金斯APL/史蒂夫·格里本)
（神秘的宇航陽的陽風(fēng)杭州外圍（杭州外圍女）電話微信180-4582-8235提供一二線城市高端外圍預(yù)約，快速安排30分鐘到達(dá)地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：美國宇航局接觸太陽的帕克太陽探測(cè)器已經(jīng)足夠接近我們的恒星，以發(fā)現(xiàn)太陽風(fēng)的局親細(xì)節(jié)——包括它的起源，太陽大氣中的吻太“冕洞”。
有了這些信息，帕克科學(xué)家們現(xiàn)在可能能夠更好地預(yù)測(cè)太陽風(fēng)暴，太陽探測(cè)太陽風(fēng)暴可以增強(qiáng)我們星球上的現(xiàn)太極光，但也可以破壞通信和電力基礎(chǔ)設(shè)施，快速并對(duì)衛(wèi)星、美國航天器甚至宇航員構(gòu)成威脅。宇航陽的陽風(fēng)
一項(xiàng)新的局親研究報(bào)告稱，帕克太陽探測(cè)器跟蹤太陽風(fēng)——一股從太陽連續(xù)流出的吻太帶電粒子流——回到它產(chǎn)生的地方。這使得研究人員能夠看到太陽風(fēng)的帕克杭州外圍（杭州外圍女）電話微信180-4582-8235提供一二線城市高端外圍預(yù)約，快速安排30分鐘到達(dá)特征，這些特征在它離開太陽外層大氣或日冕時(shí)丟失，太陽探測(cè)并在它作為相對(duì)均勻的氣流到達(dá)地球之前丟失。
航天器看到組成太陽風(fēng)的高能粒子流與冕洞內(nèi)所謂的“超級(jí)顆粒流”相匹配。這一發(fā)現(xiàn)指出這些區(qū)域是“快速”太陽風(fēng)的來源，這種太陽風(fēng)可以在太陽兩極看到，速度高達(dá)170萬英里/小時(shí)(270萬公里/小時(shí))，比噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的最高速度快1000倍左右。
日冕洞被認(rèn)為是在磁力線從太陽表面出現(xiàn)但沒有返回那里的區(qū)域形成的。這導(dǎo)致開放的場(chǎng)線擴(kuò)散到太陽周圍的空間。
在我們這顆恒星11年活動(dòng)周期的平靜期，通常會(huì)在太陽的兩極發(fā)現(xiàn)冕洞。這意味著從冕洞出現(xiàn)的太陽風(fēng)通常不會(huì)射向地球。但是當(dāng)太陽變得更加活躍，其磁場(chǎng)“翻轉(zhuǎn)”，轉(zhuǎn)換磁極，冕洞變得更加廣泛，這些強(qiáng)大的帶電粒子流可以指向我們的星球。研究小組成員說，這些知識(shí)和這些新的結(jié)果可以幫助預(yù)測(cè)潛在的破壞性太陽風(fēng)暴。
“風(fēng)將大量信息從太陽帶到地球，因此理解太陽風(fēng)背后的機(jī)制對(duì)于地球上的實(shí)際原因非常重要，”團(tuán)隊(duì)共同領(lǐng)導(dǎo)者、馬里蘭大學(xué)帕克分校教授詹姆斯·德雷克在一份聲明中說。“這將影響我們理解太陽如何釋放能量并引發(fā)地磁風(fēng)暴的能力，這對(duì)我們的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成威脅。”
太陽雨
團(tuán)隊(duì)成員說，冕洞像蓮蓬頭一樣工作，從磁場(chǎng)從太陽表面延伸出來的均勻間隔的“亮點(diǎn)”噴射帶電粒子。這產(chǎn)生了大約18000英里(29000公里)寬的漏斗，在地球上被視為冕洞內(nèi)明亮的“噴射流”。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，當(dāng)方向相反的磁場(chǎng)在這些漏斗中相互通過時(shí)，磁力線會(huì)斷裂，然后重新連接。正是這個(gè)被稱為磁場(chǎng)重聯(lián)的過程，造成了我們所看到的太陽風(fēng)中的帶電粒子。
科學(xué)家們確定這一點(diǎn)是因?yàn)橐恍┯^察到的粒子的速度比太陽風(fēng)的平均速度快10倍——這只有在磁重聯(lián)這樣的強(qiáng)大現(xiàn)象下才有可能。團(tuán)隊(duì)成員說，這樣的速度對(duì)于簡單地在等離子體上沖浪的粒子來說是不可能的。
“光球被對(duì)流細(xì)胞覆蓋，就像在一個(gè)沸騰的鍋里，更大規(guī)模的對(duì)流流動(dòng)被稱為超級(jí)顆粒化，”研究共同負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)教授斯圖爾特·貝爾(Stuart Bale)在同一份聲明中說。(光球?qū)邮翘柕谋砻妗?
“在這些超級(jí)肉芽細(xì)胞相遇并向下移動(dòng)的地方，它們將路徑中的磁場(chǎng)拖入這種向下的漏斗，”貝爾補(bǔ)充道。“那里的磁場(chǎng)變得非常強(qiáng)，因?yàn)樗豢ㄗ×恕＿@就像是一勺磁場(chǎng)進(jìn)入下水道。”
貝爾補(bǔ)充說，當(dāng)研究小組查看帕克太陽探測(cè)器接近太陽時(shí)收集的數(shù)據(jù)時(shí)，他們看到了這些小排水溝或漏斗的空間分離。
“重要的結(jié)論是，正是這些漏斗結(jié)構(gòu)中的磁場(chǎng)重聯(lián)提供了快速太陽風(fēng)的能量來源，”貝爾說。“它不僅僅來自冕洞的任何地方；它在這些超級(jí)肉芽細(xì)胞的冕洞內(nèi)被亞結(jié)構(gòu)化。它來自這些與對(duì)流相關(guān)的小束磁能。我們認(rèn)為，我們的結(jié)果是強(qiáng)有力的證據(jù)，證明是重新連接在起作用。”
近距離親自探索快速太陽風(fēng)的起源
從地球上研究太陽風(fēng)的細(xì)節(jié)是不可能的，因?yàn)楫?dāng)它經(jīng)過9300萬英里(1.5億公里)到達(dá)我們的星球并撞擊其磁場(chǎng)時(shí)，氣流已經(jīng)變成了磁場(chǎng)和質(zhì)子、電子和氦核等帶電粒子的均勻流。
帕克太陽探測(cè)器于2018年8月12日發(fā)射。截至2023年3月17日，該航天器已經(jīng)15次接近太陽，接近380萬英里(610萬公里)，以高達(dá)365，000英里/小時(shí)(587，000公里/小時(shí))的速度掠過恒星。因此，帕克離得足夠近，可以在太陽風(fēng)消失前看到它們的細(xì)節(jié)。
“一旦你低于這個(gè)高度，25或30個(gè)太陽半徑[大約1100萬到1300萬英里]左右，太陽風(fēng)的演變就會(huì)少得多，而且更加結(jié)構(gòu)化——你會(huì)看到更多太陽上的印記，”貝爾說。
2021年，該航天器在距離太陽表面約520萬英里(840萬公里)的范圍內(nèi)通過，并穿過物質(zhì)射流，而不僅僅是湍流。研究小組追蹤這些噴射流，將其追溯到光球?qū)由系木凼艌?chǎng)和超級(jí)肉芽細(xì)胞。
然而，該團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)不確定的是，這些帶電粒子是否正在被磁重聯(lián)的彈弓般的作用加速，或者它們是否正在來自太陽的熱等離子體波上沖浪。粒子的高能狀態(tài)告訴研究小組，前一種機(jī)制負(fù)責(zé)加速帶電粒子，這也得到等離子體中稱為阿爾芬波的湍流的推動(dòng)。
“我們的解釋是，這些重聯(lián)流出的噴流在傳播時(shí)激發(fā)了阿爾芬波，”貝爾說。“這是從地球的磁尾上觀察到的眾所周知的現(xiàn)象，那里也有類似的過程。”
帕克太陽探測(cè)器的進(jìn)一步數(shù)據(jù)，因?yàn)樗谖磥淼慕咏^程中接近太陽約400萬英里(640萬公里)，可以幫助該團(tuán)隊(duì)證實(shí)他們的理論。但這可能會(huì)因太陽即將進(jìn)入太陽活動(dòng)高峰期而變得復(fù)雜，這是一個(gè)混亂而激烈的活動(dòng)時(shí)期。
貝爾說:“在太陽探測(cè)器任務(wù)的開始，我們將把這個(gè)東西發(fā)射到太陽周期最安靜、最沉悶的部分，這讓人有些驚愕。”“但我認(rèn)為，如果沒有這一點(diǎn)，我們永遠(yuǎn)也不會(huì)理解這一點(diǎn)。那會(huì)太亂了。我認(rèn)為我們很幸運(yùn)，我們?cè)谔柣顒?dòng)極小期發(fā)射了它。”
該團(tuán)隊(duì)的研究詳細(xì)發(fā)表在今天(6月7日)在線發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中。