与太阳“亲密接触”
——美欧两探测器将近距离揭秘日冕、太阳风和太阳磁场
本报记者 刘 霞
夸父追日;后羿射日;伊卡洛斯用蜡做成翅膀飞向太阳,结果因飞得过高,蜡被太阳融化而跌落水中丧生……这些故事至今仍在人们耳边流传。太阳为地球上的生命提供能量,在人类生命中扮演重要角色,但太阳风和带电粒子也会引发某些太空天气事件,干扰无线电通信、电网等。这些事件为何以及如何发生?对地球产生何种影响?迄今还未被人类完全理解。
随着科技不断发展,人类现在终于可以与太阳“亲密接触”。即将于今年夏季发射的美国国家航空航天局(NASA)“帕克”太阳探测器和将于2020年升空的欧洲空间局(ESA)太阳轨道器,尽管技术上存在差异,但殊途同归,都将为我们提供有史以来最好的机会,揭示太阳风等活动的复杂性,了解太阳的工作原理以及对太空环境的影响等。
为何日冕比太阳表面热很多
据NASA官网近日消息,这两款探测器都将研究太阳的外部大气层——日冕。日冕的大部分行为都无法预测,科学家对其知之甚少。目前有两大疑问尚待解开:日冕的温度为什么比太阳表面的温度高很多?太阳风为何持续不断地以极高的速度喷涌而出?
我们可以看到远处的日冕,甚至可以测量太阳风穿越地球时的情况,但直到最近才拥有可以承受太阳附近热量和辐射的技术,得以与太阳“亲密接触”,近距离研究日冕。
NASA戈达德太空中心“帕克”太阳探测器任务研究科学家埃里克·克里斯汀说:“这两个探测器使用的技术有所不同,但任务互补:它们将给日冕拍照,并研究太阳两极的情况。”
“帕克”将以前所未有的距离靠近太阳——距离太阳表面约600万公里。目前,距离太阳最近的探测器纪录由上世纪70年代发射的“太阳神2号”(Helios B)探测器保持,距太阳约4343万公里。
在与太阳“亲密接触”时,“帕克”将用它的4套科学仪器给太阳风拍照,并研究太阳的磁场、等离子体和高能粒子,揭示太阳外层大气的真实结构,帮助我们理解为什么日冕的温度比太阳表面高很多——日冕的温度可以飙升至几百万华氏度;而太阳表面之下,即光球层的温度仅徘徊在1万华氏度左右。
而太阳轨道器将在距太阳约4200万公里的范围内活动,处于一个高度倾斜的轨道上。在此轨道上,太阳轨道器将成为首个能直接为太阳两极拍照的探测器。目前,我们对太阳极地的了解也很少。