歐航局太陽軌道探測器,拍到最清晰太陽圖像,比4K電視清晰10倍

優美生態環境保衛者 發佈 2022-04-08T23:06:58.533491+00:00

太陽是太陽系中最為重要的天體,它占據整個太陽系99.86%的質量,產生了強大的萬有引力,將太陽系內眾多的行星和小行星「束縛」在它的周圍。

太陽是太陽系中最為重要的天體,它占據整個太陽系99.86%的質量,產生了強大的萬有引力,將太陽系內眾多的行星和小行星「束縛」在它的周圍。在維繫著相對穩定的太空環境同時,每時每刻都在向外釋放大量的光和熱。我們地球之所以能夠孕育出生命,除了地球本身所固有的「優秀基因」以外,太陽提供的充足能量功不可沒。


長期以來,人類對太陽的研究,可以說都是通過地面的觀測設備進行的。從上世紀中葉開始,人們向近地軌道和宇宙空間發射了眾多衛星和探測器,它們的主要觀測對象,無非是地球、月球以及太陽系內的其他行星和衛星。由於太陽的遙遠、太陽的強大引力以及太陽表面無比炙熱的環境,一度讓人們對之「望而卻步」。

這一狀況,從2018年開始得到了改變。2018年8月12日,由美國NASA研製的帕克太陽探測器,在甘迺迪航天中心成功發射,該探測器是人類歷史上首個近距離觀測太陽、並有可能抵達太陽外大氣層開展工作的人造物體。在該年的11月5日,帕克太陽探測器已經首次進入軌道的近日點,此後,在金星引力的「輔助下」,探測器在環繞太陽運行的過程中,不斷調整和「壓低」自己的位置,最終會在2025年到達距離太陽僅610萬公里的太陽外大氣層。


除了美國的帕克探測器外,歐洲航天局也有一個以太陽為觀測對象的探測器,只不過「名氣」沒有帕克大罷了。這顆太陽軌道探測器是由歐洲航天局和美國NASA共同研製的,並於2020年2月10日成功發射,被譽為第二個「太陽使者」。


歐航局的太陽軌道探測器,從運行軌道上看,它沒有美國帕克探測器如此近地接近太陽,只是在地球和地球之間的太陽軌道、高於黃道面的區域進行觀測。3月7日,該探測器在距離太陽約7500 萬公里時,剛好處於太陽和地球中間的位置,利用攜帶的極紫外成像儀拍出了迄今為止最為清晰的太陽圖像,在圖像中顯示了太陽完整的圓盤和外層大氣日冕形態。


這張圖像的解析度達到了9148 x 9112,也就是說超過了8300萬像素,其解析度足足高出4K高畫質電視的屏幕解析度的10倍。由於極紫外成像儀的空間解析度如此之高,所以在這個距離上,它單張拍攝的照片不能覆蓋整個太陽。於是它在地面控制中心的指令下,利用4個小時的時間,連續拍攝了25張太陽不同位置的圖像,最後傳回地面以後,研究人員將它們「拼接」在了一起,形成了目前這張最清晰的太陽圖像。


我想很多人都要問,太陽軌道探測器和帕克探測器既然觀測對象都是太陽,那麼為什麼要發射兩顆呢?它們之間有什麼區別?發射兩顆的原因很簡單,一個是美國自己研製的,另一個是歐航局研製的,美國探測器的研製技術和觀測成果,不會那麼容易拿給大家分享,所以歐航局為了研究的需要,只能「另起爐灶」。

至於二者的主要區別,就是它們攜帶的儀器不一樣,探測的重點也就不一樣。美國帕克探測器上攜帶的儀器設備較為豐富,主要包括電磁場調查和宇宙塵埃探測器,太陽風電子、阿爾法粒子與質子調查器,太陽風寬視場成像儀等,既可以探測從太陽大氣中噴射出的等離子體,還能探測到太陽磁場、電場、塵埃、太陽風高能粒子等,很多是歐洲探測器無法實現的。


而歐洲太陽軌道探測器,雖然從整體上功能不如帕克豐富,但它也有自己的長處,那就是專一性強。歐洲太陽軌道探測器總共攜帶了10個儀器,有9個是由歐航局以及成員國提供的,另外一個是美國NASA提供的SoloHl儀器,同時美國還提供了太陽分析儀中的一個重要部件-重粒子傳感器。這些儀器的主要功能,就是為了監測太陽大氣的特徵和活動情況,從而為人類預測太陽的活動周期特別是應對日冕層爆發提供觀測數據。因此,如果將帕克探測器看做一個考上綜合性大學的話,那麼太陽軌道探測器就是上了一個專業性的大學。


除了拍到太陽的高解析度圖像以後,太陽軌道探測器上的日冕環境光譜成像儀,也有突出的貢獻,它拍到了一系列太陽的完整圖像,然後通過與不同元素的豐度相對應,測出了太陽日冕層的不同溫度。在 SPICE 圖像序列中,紫色對應溫度為1萬攝氏度的氫,藍色對應3.2萬攝氏度的碳,綠色對應32萬攝氏度的氧,黃色對應63萬攝氏度的氖。


通過上述系列圖像,可以讓我們很容易在太陽的低層大氣中,追蹤到日冕層異常強烈的噴發。與此同時,該探測器還可以幫助科學家們研究一個關於太陽最令人費解的問題,那就是太陽表面的溫度才6500攝氏度,而外面的日冕層卻高達上百萬攝氏度。相信通過太陽軌道探測器後續的觀測,能夠讓我們從根本上解決這個難題。

除此之外,在接下來的數年內,太陽軌道探測器還會逐漸調整它的觀測方向,重點觀測太陽的「兩極」地區,這可是人類歷史上從來還沒有觀測到的地方,期待它的後續優異表現!

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