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 天顺注册招商   2021-02-23 03:15   7 人阅读  0 条评论
天顺平台主管【QQ219871】原标题:美国宇航局的任务制作了史无前例的太阳磁场图

一百多年后,色球仍然是太阳大气层中最神秘的部分。色球层夹在明亮的表面和空灵的日冕之间,是太阳的外部大气,是一个快速变化的地方,温度升高,磁场开始主导太阳的行为。

现在,美国国家航空航天局(NASA)的一个三合会任务首次进入了色球层,以返回对其磁场的多高度测量结果。由两颗卫星和小型亚轨道火箭上的两层色散层偏振计2或CLASP2任务捕获的观测结果有助于揭示太阳表面的磁场如何引起其外层大气的爆发。该论文今天发表在《科学进展》上。

太阳物理学的一个主要目标是科学预测太阳对包括行星大气在内的空间的影响,它是对空间天气的预测,该天气通常始于太阳,但会迅速扩散到整个空间,从而在地球附近造成破坏。

推动这些太阳爆发的是太阳的磁场,这是看不见的力线,从太阳表面延伸到远超过地球的空间。很难看到这种磁场-只能通过等离子体或过热气体发出的光来间接观察到,这种磁场会像在远处的公路上行驶的汽车前照灯那样描绘出其线。然而,这些磁力线如何安排自己(无论是松弛,笔直还是紧绷且纠结),都使安静的太阳与太阳喷发之间有很大的区别。

该论文的主要作者,日本东京国立天文台的太阳物理学家石川凉子说:“太阳既美丽又神秘,它的磁场不断激发其活动。”

理想情况下,研究人员可以读出发生太阳爆发的日冕中的磁力线,但等离子体太稀疏,无法精确读取。(电晕的密度远不及海平面上空气的十亿分之一。)

取而代之的是,科学家们测量了密度更高的光球层-太阳的可见表面-下面两层。然后,他们使用数学模型将该场向上传播到电晕中。该方法跳过对位于两者之间的色球的测量,而是希望模拟其行为。

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色球层位于光球层(即发出可见光的太阳的明亮表面)与太阳日射源处的过热日冕或太阳的外部大气之间。色球层是这两个区域之间的关键纽带,也是决定太阳磁结构的缺失变量。

不幸的是,色球层变成了通配符,磁场线以难以预料的方式重新排列。这些模型难以捕捉到这种复杂性。

NASA CLASP2的前NASA项目科学家劳雷尔·拉赫梅勒(Laurel Rachmeler)说:“色球层很热,很混乱。”他现在在美国国家海洋与大气管理局(NOAA)工作。“我们简化了光球中物理学的假设,并在电晕中做了单独的假设。但是在色球层中,大多数假设都被打破了。”

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美国,日本,西班牙和法国的研究机构通力合作,开天顺平台主管【QQ219871】发出一种新颖的方法来测量色球层的磁场,尽管它很混乱。他们对2015年飞行的仪器进行了改装,将其太阳观测台安装在探空火箭上,因此以航海术语“发声”来命名,意为测量。探空火箭向太空发射以进行简短的几分钟观察,然后掉回地球。与大型卫星任务相比,它们更加经济实惠,并且建造和飞行速度更快,它们还是测试新想法和创新技术的理想阶段。

火箭从新墨西哥州的白沙导弹靶场发射,向170英里(274公里)的高度射击,从地球大气层上方观看太阳,否则会阻挡某些波长的光。他们将目光投向了磁场强度强的太阳上“活动区域”的边缘,非常适合其传感器。

当CLASP2凝视太阳时,NASA的界面区域成像光谱仪或IRIS和JAXA / NASA Hinode卫星都从地球轨道上注视着太阳,因此调整了望远镜以对准同一位置。在协调中,这三个任务集中在太阳的同一部分,但凝视着不同的深度。

Hinode专注于光球,寻找在那里形成的中性铁的光谱线。CLASP2瞄准了色球层内的三个不同高度,锁定了来自离子化镁和锰的光谱线。同时,IRIS以更高的分辨率测量了镁线,以校准CLASP2数据。特派团共同监测了色球圈内和周围的四个不同层。

最终的结果是:色球层磁场的第一个多高度图。

“阿拉木马州汉斯维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的CLASP2首席研究员大卫·麦肯齐说:“当Ryohko第一次向我展示这些结果时,我只是呆在座位上。” “我知道这听起来很神秘-但您刚刚同时显示了四个高度的磁场。没有人这样做!”

数据最引人注目的方面是色球的变化程度。沿着他们研究的太阳部分以及在其中不同的高度,磁场均发生显着变化。

“在太阳表面,我们看到磁场在短距离内发生变化;这些变化越高越容易被抹去。在某些地方,磁场并未完全达到我们测量的最高点,而在其他地方,磁场仍处于全强度。”

该团队希望将这种技术用于多高度磁场测量,以绘制整个色球层的磁场。这不仅有助于我们预测太空天气的能力,还将告诉我们有关恒星周围大气的关键信息。

“我是日冕物理学家–我对那里的磁场非常感兴趣,”拉赫梅勒说。“能够将我们的测量边界提高到色球层的顶部,将帮助我们更深入地了解,帮助我们进行更多的预测-这将是太阳物理学的一大进步。”

他们将有机会尽快向前迈进:NASA刚刚批准了飞行任务的重新飞行。尽管发射日期尚未确定,但研究小组计划使用相同的仪器,但会采用一种新技术来测量更广范围的太阳。

麦肯齐说:“我们不仅要测量非常狭窄的条带上的磁场,还需要在目标上进行扫描,并制作二维图。”

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