人類剛剛瞥見了我們從未見過的太陽的一部分

它可能看起來像一片普通的太陽,但您在上圖中看到的是人類從未見過的景象。

它實際上是太陽的南極,我們第一次看到這個區(qū)域是由于太陽能軌道飛行器,它下降到太陽系平面下方,以斜瞥一眼通常隱藏在視線之外的太陽部分。

“今天,我們揭示了人類有史以來第一次看到太陽極點?!?a>天體物理學家 Carole Mundell 說,歐洲航天局 (ESA) 科學主任。

“太陽是我們最近的恒星,是生命的賦予者,也是現(xiàn)代太空和地面電力系統(tǒng)的潛在破壞者,因此我們必須了解它的工作原理并學會預測它的行為。我們的太陽軌道飛行器任務中的這些新的獨特視角是太陽能科學新時代的開始。

長期以來,太陽的兩極一直是太陽物理學的白鯨。與太陽系中的其他行星一樣,地球或多或少地圍繞太陽赤道運行。我們的大多數(shù)太陽能儀器也是如此。這意味著我們從未清楚地看到恒星的頂部和底部。

這是一個問題,原因有很多,尤其是每 11 年,這些兩極就會翻轉,南北兩極就會反轉。我們沒有很好地處理為什么會發(fā)生這個過程。一個良好、清晰的兩極視圖將提供許多新信息,科學家可以使用這些信息來幫助弄清楚它。

Solar Orbiter 剛剛做出了迄今為止最大的努力來獲得這種清晰的視野。這也是進行這次觀察的最佳時機:太陽是從 Solar Maximum 中脫穎而出,即發(fā)生極軸翻轉的時間段。2025 年 2 月,這艘通常繞著太陽中間飛行的航天器將其軌道傾斜了 17 度——足以最終看到極點。

以前的軌道飛行器只將其軌道傾斜了 7 度,除了尤利西斯軌道飛行器可惜的是,它沒有攜帶成像設備,因為它在 1994 年至 2008 年期間直接在太陽兩極上空旋轉了三個令人興奮的循環(huán)。

“我們不知道這些初步觀察究竟會發(fā)生什么,”天體物理學家 Sami Solanki 說德國馬克斯·普朗克太陽系研究所的研究員?!疤柕膬蓸O實際上是未知的?!?/p>

三臺成像儀器在幾天的觀測中對太陽南極進行了詳細的觀測:

  • 偏振和日震成像儀 ()探測了太陽的磁場,表現(xiàn)為太陽光的偏振;
  • 極紫外成像儀 (EUI)在指定波長下進行觀測,以捕獲太陽大氣中的精細結構;
  • 和日冕環(huán)境的光譜成像 (香料) 儀器捕獲紫外和極紫外的觀測結果,以探測日冕的溫度和成分。
PHI 的太陽南極雜亂磁場圖,紅色和藍色代表不同強度的不同極性。(ESA & NASA/太陽軌道飛行器/PHI團隊,J. Hirzberger/MPS)

在太陽軌道飛行器的觀測期間,南極的磁場有點混亂,南北極混合了北極和南極。

隨著極地翻轉穩(wěn)定下來,一個極性會增強,另一個極性會減弱,一直到太陽極小期,此時磁場將處于最有序狀態(tài),然后再次開始磨損。

與此同時,SPICE 跟蹤了碳離子在太陽日冕區(qū)域(稱為過渡區(qū)域)中的運動,那里的溫度迅速飆升了數(shù)千度。輻射圖顯示了離子的分布方式,而多普勒圖顯示了離子在觀測時遠離或移向太陽軌道飛行器的速度。

南極的輻射圖揭示了碳離子的分布。ESA & NASA/太陽軌道飛行器/SPICE團隊,M. Janvier/ESA & J. Plowman/SwRI)

粒子在太陽大氣層中的移動方式對于理解太陽風至關重要,太陽風是從太陽吹入太陽系的帶電粒子源源不斷。

在很短的時間內,該航天器捕獲的數(shù)據足以讓太陽能科學家在未來幾年內忙碌。然而,這些數(shù)據是僅僅開始.Solar Orbiter 將繼續(xù)以 17 度的傾斜度繞太陽運行,直到 2026 年 12 月,屆時它將把溫度提高一個檔次到 24 度。然后,它將在 2029 年 6 月上升到 33 度。

“這只是 Solar Orbiter '通往天堂的階梯'的第一步,”ESA 天文學家 Daniel Müller 說.

“在未來幾年,航天器將進一步爬出黃道平面,以更好地觀察太陽的極地區(qū)域。這些數(shù)據將改變我們對太陽磁場、太陽風和太陽活動的理解。

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