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美国国家航空航天局(NASA)太阳动力学天文台关于太阳的10个惊人发现

时间:2021-09-16 18:52:09 来源:

乐器打开门后不久,太阳便开始以这种美丽的爆发喷出为SDO表演。此AIA数据来自2010年3月30日,显示了一个以304Å为中心的波长带。这条极端的紫外线发射线来自单个离子化的氦气,即He II,对应的温度大约为200℃。 50,000摄氏度。

2020年2月,美国国家航空航天局(NASA)的太阳动力学天文台(SDO)将庆祝其太空诞生10周年。在过去的十年中,飞船一直关注太阳,研究太阳如何产生太阳活动并驱动太空天气-太空中影响整个太阳系(包括地球)的动态条件。

自2010年2月11日发射以来,SDO已收集了数百万颗距我们最近的恒星的科学图像,为科学家们提供了有关其工作原理的新见解。SDO对太阳的测量-从内部到大气,磁场和能量输出-极大地有助于我们了解离我们最近的恒星。SDO的图像也变得具有标志性-如果您曾经在太阳上看到过近距离的活动,则很可能来自SDO图像。

学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

SDO在太空的漫长职业生涯使其能够目睹几乎整个太阳周期,即太阳11年的活动周期。以下是SDO多年来成就的一些亮点。

1)梦幻般的耀斑

SDO目睹了无数惊人的耀斑-从太阳表面释放的巨大等离子体爆发-其中许多已成为我们最近恒星凶猛的标志性图像。在最初的一年半中,SDO观测到近200次太阳耀斑,这使科学家能够发现一种模式。他们注意到,大约有15%的耀斑有“后期耀斑”,会在初始耀斑后的几分钟到几小时内消失。通过研究这个特殊的类,科学家对太阳爆发时产生了多少能量有了更好的了解。

2)太阳龙卷风

2012年2月,SDO捕获了显示太阳表面奇怪的等离子体龙卷风的图像。后来的观察发现,这些龙卷风是由磁场旋转等离子产生的,它们可以以每小时186,000英里的速度旋转。在地球上,龙卷风只能达到每小时300英里的速度。

该视频由NASA SDO太空船拍摄的图像组成,显示了30小时内可能发生的等离子龙卷风。

太阳表面上汹涌的等离子海可产生巨大的波,以每小时300万英里的速度在太阳周围传播。这些波被称为EIT波,是在首次发现它们的太阳和太阳物理天文台航天器上的同名仪器之后,由SDO在2010年以高分辨率成像的。观测结果首次显示了波如何在整个表面上移动。科学家怀疑这些波是由日冕物质抛射驱动的,这些抛射将等离子云从太阳表面喷出,进入了太阳系。

4)可燃彗星

多年来,SDO观看了两颗彗星在太阳旁边飞翔。2011年12月,科学家观察到Lovejoy彗星成功通过了太阳表面上方516,000英里的剧烈加热而幸免于难。2013年的ISON彗星无法幸免。通过这样的观察,SDO为科学家提供了有关太阳如何与彗星相互作用的新信息。

经过一个小时的旅行,最接近太阳的地方是洛夫乔伊彗星,它从太阳的右侧后面离开。通过追踪彗星与太阳的大气层,日冕之间的相互作用以及尾巴中的物质如何沿着太阳的磁力线运动,太阳能科学家希望了解更多有关日冕的信息。这部电影是由太阳动力学天文台(SDO)拍摄的,波长为171埃,通常以黄色显示。

没有坚固的表面,整个太阳由于试图逃逸的强烈热量和太阳的旋转而不断流动。在中纬度处移动的是称为子午线环流的大规模环流模式。SDO的观察表明,这些环流比科学家最初想象的要复杂得多,并且与黑子的产生有关。这些循环模式甚至可以解释为什么一个半球有时会比另一个半球拥有更多的黑子。

6)预测未来

太阳从日冕物质抛射物(CME)和太阳风在整个太阳系中的速度倾泻而出。当它们与地球的磁性环境相互作用时,它们会诱发太空天气,这可能对航天器和宇航员造成危害。NASA科学家使用SD​​O的数据,研究了CME在太阳系中移动时的路径建模,以便预测其对地球的潜在影响。太阳观测的长期基线还帮助科学家形成了额外的机器学习模型,以试图预测太阳何时会释放出CME。

7)冠状调光

太阳微弱的过热外部气氛-电晕-有时会变暗。研究日冕变暗的科学家发现,它们与CME有关,而CME是严重的太空天气事件的主要驱动因素,这些事件可能会损坏卫星并伤害宇航员。通过对用SDO观测到的大量事件进行统计分析,科学家们能够计算出地球定向CME(最危险的一种)的质量和速度。通过将日光变暗与CME的大小联系起来,科学家希望能够研究其他恒星周围的空间天气影响,这些恒星太遥远而无法直接测量其CME。

8)太阳周期的死与生

经过十多年的观察,SDO现已目睹了将近一个完整的11年太阳周期。从第24个太阳周期开始时开始,SDO看着太阳的活动逐渐增加到太阳最大值,然后逐渐下降到当前正在进行的太阳最小值。这些多年的观测结果有助于科学家理解指示一个太阳周期下降和另一个太阳周期开始的信号。

9)极冠孔

有时,太阳表面会被称为日冕孔的大型深色斑点所标记,那里的紫外线极低。这些洞与太阳的磁场有关,跟随太阳的周期,并在太阳的最大值处增加。当它们在太阳的顶部和底部形成时,它们被称为极日冕孔,SDO科学家能够利用它们的消失来确定太阳磁场何时逆转,这是太阳何时达到太阳最大值的关键指标。

这张来自美国国家航空航天局(NASA)太阳动力学天文台的照片(2015年3月16日)显示了两个黑斑,称为日冕孔。下冠状孔,即极冠状孔,是几十年来观察到的最大的孔之一。

在2019年12月的十年末,SDO观测使科学家能够发现一种全新的电磁爆炸。这种特殊的类型称为自发磁重连(相对于以前观察到的更常见的磁重连形式),有助于确认已有数十年历史的理论。它还可以帮助科学家了解为什么太阳大气如此热,可以更好地预测太空天气,并在受控聚变和实验室等离子体实验方面取得突破。

美国国家航空航天局(NASA)的太阳动力学天文台(SDO)首次在影像中首次发现了由于太阳的突出而引起的强制磁重新连接。此图显示了2012年5月3日的太阳,插图显示了由SDO的大气成像组装仪器成像的重新连接事件的特写镜头,可以看到标志性的X形。

SDO上的所有工具仍处于良好状态,并有可能再运行十年。

自2010年2月11日发射以来,美国宇航局(NASA)的太阳动力学天文台(SDO)可以每12秒捕获10种不同波长的光的图像,这是前所未有的清晰图片。这些图像也很吸引人,使人们可以通过太阳的大气层日冕观看不断不断的芭蕾舞。今年是SDO发行十周年,也是其观看太阳十年的开始。

在第10年中,SDO将与ESA-NASA的新联合任务“太阳轨道器”一起加入。有了倾斜的轨道,太阳轨道器将能够看到SDO覆盖范围有限的极地地区。太阳轨道器还具有互补的仪器,可使这两个任务一起工作,以创建太阳可见表面以下结构的3D图像,从而使科学家对未来几年的太阳活动有了更深入的了解。


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