03.05 美國的太陽探測有什麼麼重大意義,又是如何實現的?

星輝650


關於太陽,在公眾的認知之中,我們已經對它瞭如指掌了。它的能量來自於核聚變,它是太陽系能量的來源,它已經燃燒了50億年,還會再燒50億年,blabla……

但,其實關於太陽,還有太多的未解之謎。

第一個未解之謎:離奇高溫

在地球上,越往高空就越冷。但太陽似乎有悖“常理”。太陽表面的溫度只有5000-6000度的樣子,然後隨著上升溫度開始降低,但從色球層開始,太陽大氣的溫度竟然開始詭異地,而且十分快速的上升到了日冕層的百萬攝氏度,這讓人聽起來似乎有點不可思議。

日全食時,我們看到的日冕層。

一個有意思的現象是,日冕中垂直於磁場方向的等離子體溫度,要比沿磁場的高出10-20倍。這就好像是一瓶水,你從垂直它的方向看,它是沸騰的,但當從另一個方向看,它還在結著冰。

為什麼?

對此,科學家們有很多解釋,比如他們認為這是日冕層的等離子體與各種宇宙射線互相作用的結果,但目前來說,還沒有特別讓人信服的答案。


第二個未解之謎:“綠巨人”太陽

太陽還有一個很神秘的地方,讓人百思不得其解。

那就是,太陽每11年就會轉換一次磁性,然後從一個幾乎沒有太陽黑子的弱雞突然變成噴射耀斑的火焰怪獸,隨後又再次變回弱雞,像不像綠巨人?

為什麼會出現這種情況,科學家們的目前的解釋都是理論性的,同樣沒有令人信服的證據。

第三個未解之謎:太陽風。

我們都知道太陽風是什麼,它是一股太陽向整個太陽系發射的高能帶電粒子流,它的速度可以到每小時數百萬英里。

然而,不可思議的是,在太陽表面,沒有任何所謂“風”的存在,卻為何在到達地球時,速度會變得這麼快呢?這是一個讓科學家們疑惑不解的問題,難道太陽和行星之間有一股暗能量在給太陽風加速嗎?

下個月月底(7月31日),NASA將發射一一顆耗資15億美元的“帕克”號太陽探測器,它將來到最近距離太陽表面590萬公里的地方(即使這永遠,也有1000多度)對太陽進行探測,這是人類有史以來第一次這麼近的距離去觀察太陽。

我們期待它給人類揭開太陽的神秘面紗。

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科學重口味


地球生命的生存基本上都離不開太陽,它是地球生命的能量之源,滋潤著地球萬物。而自從人類在幾十年前開啟了太空時代,太陽對人類產生的影響就更大了。太陽活動會對地球上的通信、電網以及生活在太空中的宇航員造成很大的影響,我們需要知道太陽的“脾氣”,掌握太陽活動的規律,以提前做好準備來應對可能出現的問題。

發生在1859年的卡靈頓事件是一個很好的警示例子,當年太陽爆發出了超級耀斑,大量高能粒子被拋射到太空中,給地球磁場造成了強烈的衝擊,引發全世界的很多地方都出現了極光,並導致電報系統失靈。那時人類的生產和生活並沒有像現在這樣如此依賴於電氣設備,如果類似於卡靈頓事件的超級耀斑發生在今天,這將會給通信和電網造成很大的破壞。

如果從長遠角度來看,隨著氦元素在太陽核心的積累,太陽將會變得越來越熱,這會導致地球的氣溫不斷升高,最終威脅到地球生命的生存。因此,我們需要深入瞭解太陽的活動規律,對於太陽的探測具有重大的意義。

對於太陽進行太空探測最早可以追溯到1959年,NASA發射了環繞太陽運動的先驅者5號用於測量太陽風與磁場,隨後又有多艘先驅者號探測器進一步對太陽進行觀測。於1995年發射的太陽和太陽風層探測器(SOHO)是歷史上非常重要的太陽探測器,它駐留在太陽和地球的第一拉格朗日點上。這個為期兩年的探測任務,一直延續了20多年,它收集到了大量的太陽活動數據,並被用於空間天氣的預報。最新的太陽探測器——帕克太陽探測器將於今年夏天發射,它將飛入太陽的外冕中,史無前例地近距離探測太陽。


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