美国帕克太阳探测器飞过太阳的大气层,看到的景象令人震撼

一股由带电粒子构成的无形之风,正以每小时百万英里的速度从太阳持续喷薄而出,席卷整个太阳系。这股被称为“太阳风”的能量流,是驱动地球极光、威胁宇航员安全、并可能扰乱全球通信和电网的“太空天气”的根源。几十年来,它的确切起源一直是日球物理学中最令人困惑的谜题之一。如今,美国宇航局(NASA)的帕克太阳探测器正通过一次次“赴汤蹈火”式的近距离飞掠,发回前所未见的观测数据,系统性地揭开这一谜底。

解构太阳风暴:从“之字形”到“高速流”

太阳风主要分为两大类:速度较慢但密度更高的“慢速太阳风”,以及速度可达其两倍的“快速太阳风”。长期以来,科学家普遍认为快速太阳风起源于太阳两极附近被称为“冕洞”的区域,这些区域是太阳磁场开放向太空的“窗口”。然而,其加速机制一直不甚明了。

帕克探测器的早期任务,便在这一问题上取得了历史性突破。当探测器深入日冕,它发现太阳风中充满了奇特的“S”形磁场结构,科学家将其形象地称为“之字形”(switchbacks)。这些磁场急转弯的现象比预想的要普遍得多。在2024年,科学家们利用帕克探测器的数据最终证实,正是这些“之字形”结构在冕洞中不断产生和传播,如同鞭子抽打一样,为快速太阳风的粒子提供了强大的加速动力,从而解决了这个困扰学界半个世纪的难题。这一发现,为理解太阳风暴的一个重要组成部分奠定了坚实的基础。

视频加载中...

深入未知领域:慢速风的起源之谜

随着快速太阳风的谜团被初步解开,科学家的目光聚焦到了下一个、也是更具挑战性的目标上:慢速太阳风。

“最大的未知数始终是:太阳风是如何产生,并摆脱太阳巨大引力的?”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克太阳探测器项目科学家努尔·拉瓦菲(Nour Rawafi)说,“理解这股持续的粒子流,特别是慢速太阳风,是一项重大挑战。” 慢速太阳风虽然速度较慢,但其密度更高、变化也更剧烈,是地球附近空间天气的主要驱动力,因此理解其来源至关重要。

在帕克探测器之前,远距离观测暗示可能存在两种性质不同的慢速太阳风。通过在2024年底历史性地抵近到距太阳表面仅380万英里的位置,帕克探测器最终证实了这一猜测。它的近距离“亲密接触”揭示了两种慢速风截然不同的特征:一种被称为“阿尔芬波慢速风”,其磁场中充满了与快速风中类似的小规模“之字形”结构;而另一种“非阿尔芬波慢速风”则显得相对平滑,没有这些剧烈的磁场变化。

更重要的是,帕克探测器的数据为这两种慢速风的独特起源提供了迄今最强的证据。数据显示,“非阿尔芬波”的平滑慢速风,很可能起源于被称为“盔状流”的巨大磁环结构,这些磁环连接着太阳表面的活跃区。而充满“之字形”的“阿尔芬波”慢速风,则似乎起源于冕洞的边缘地带。这一发现,标志着科学家在完整描绘太阳风起源的版图上,又拼上了关键的一块。

直击碰撞现场:前所未见的日冕风暴

在这次创纪录的近距离飞掠中,帕克探测器搭载的广角成像仪(WISPR)还捕捉到了另一个令人瞠目结舌的景象:多个日冕物质抛射(CME)在太空中相互碰撞和合并的完整过程。CME是太阳爆发出的大规模等离子体云,是极端空间天气事件的主要诱因。

“在这些图像中,我们看到CME基本上是相互堆积在一起,”负责WISPR仪器的科学家安吉洛斯·武尔利达斯(Angelos Vourlidas)说。他指出,当CME发生碰撞时,它们的行进轨迹和速度会发生改变,这使得预测它们是否会冲击地球变得更加困难。此外,合并过程还可能加速粒子,混合磁场,从而形成一个更具潜在危险性的“超级风暴”。帕克探测器捕捉到的这些高清动态画面,为科学家提供了验证和改进其空间天气预报模型的宝贵“地面实况”。

从揭示快速风的动力引擎,到区分慢速风的两种来源,再到直击太阳风暴的合并现场,帕克探测器正在以前所未有的方式,系统性地重写我们对太阳的认知。每一次飞掠,都是对未知领域的一次深入探索,其发回的数据不仅满足着人类的好奇心,更在为保护我们这个日益依赖高科技的社会提供着坚实的科学盾牌。

展开阅读全文

更新时间:2025-07-14

标签:科技   太阳   大气层   美国   探测器   景象   慢速   太阳风   磁场   科学家   日冕   太阳风暴   快速   粒子

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020- All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号
闽公网安备35020302034844号

Top