史上最近距離拍攝!前所未見的太陽特寫照,表面布滿神秘「營火」

2020-07-17 12:39

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歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)

歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)

歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片,這是ESA太陽觀測衛星「太陽軌道號」6月首度通過近日點時,所拍下的前所未見景象,將有助於研究對地球可能有深遠影響的太陽風和閃焰(耀斑)。

太陽表面布滿微小「營火」,那是日冕加熱謎團關鍵

美國航太總署(NASA)正與ESA合作觀測太陽,「太陽軌道號」(Solar Orbiter)今年2月從美國佛羅里達州的卡納維爾角(Cape Canaveral)發射升空,6月首次通過位於金星和水星軌道內的近日點(約7655萬公里處),將接近太陽表面、前所未見的自然現象照片傳送回地球。

歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)
歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)

ESA「太陽軌道號任務」極紫外線微影計畫共同主持人朗格(David Long)在聲明中指出:「從沒有圖像是在如此近距離拍攝太陽,且其提供的細節水平令人印象深刻。遍布太陽表面的微型耀斑看起來像營火,那比我們從地球上觀測的太陽耀斑還要迷你百萬倍。」

圖像中,在太陽表面附近的微小太陽耀斑,稱為「營火」(campfires),科學家尚不清楚「營火」到底是什麼物質,目前普遍推測是「毫微閃焰」(nanoflares),可以幫助加熱日冕。

「這些微小耀斑可能會在『日冕加熱』神秘現象中發揮重要作用,」朗格表示,日冕加熱會使太陽外層比表面溫度高200至500倍,而日冕加熱的原理是科學家依舊參不透的謎團,「隨著太陽軌道號離太陽越來越近,我們的恆星變得更加活躍,我們期待能對此做進一步調查。」日冕是環繞太陽周圍的電漿光環,太陽的日冕比太陽表面還要熱。

歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)
歐洲太空總署(ESA)16日公開有史以來最近距離拍攝的太陽照片。(圖取自facebook.com/EuropeanSpaceAgency)

比利時皇家天文台(Royal Observatory)太陽科學研究員柏格曼(David Berghmans)說,「營火」可能比太陽耀斑還要微小百萬倍甚至是十億倍,利用高解析度觀察圖像的話,會發現「營火」到處都是。科學家表示「太陽軌道號」搭載儀器還可以測量「營火」溫度,觀測太陽風、宇宙衝擊波、日冕物質拋射等活動,使我們可以得知更多有關日冕的信息。

本次任務在2月份啟動後不久,便因受到新冠肺炎(武漢肺炎)大流行的影響。在測試太陽軌道號每台儀器的過程中,歐洲太空總署(ESA)位於德國達母斯塔特(Darmstadt)任務中心被迫關閉一個多星期。參與本次計畫的科學家霍華德(Russell Howard)表示:「疫情大流行使我們需要遠程執行關鍵操作,這是我們有史以來第一次這麼做。」

歐美兩大任務研究太陽

「太陽軌道號任務」是人類史上第一個將提供太陽的北極與南極照片的任務,它配有10台儀器,可以對太陽日冕、兩極進行觀測,也可以測量太陽磁場和太陽風。太陽的兩極與其強大磁場的形成有關,太陽表面磁場及電漿活動又對地球有很重要的影響。

當太陽發生強烈活動時,大量帶電粒子隨著太陽風吹向地球兩極,就會在兩極的電離層引發美麗極光。當威力強大的太陽閃焰爆發,攜帶著磁場和帶電粒子的太陽風暴和地球磁場相互作用,可能會干擾到地球上的通訊與導航設備。太陽磁場非常強大,以至於太陽風可以吹拂到遠超出冥王星軌道的距離。

美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)
美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)

「太陽軌道號任務」又與NASA於2018年8月發射的「帕克太陽探測器」(Parker Solar Probe,簡稱帕克號)互相合作,帕克號是人類史上最近距離觀察太陽的任務,7年任務期間將繞行太陽24圈,在距離表層616萬公里處觀測太陽風(solar wind)與磁場變化。

數百萬公里看起來似乎很遠,但以比例尺換算就會發現,這次人類所造的探測器確實是前所未有地接近太陽。約翰霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家福克斯(Nicky Fox)解釋:「想像太陽與地球的距離是1公尺,那麼帕克號就只離太陽4公分。」

太陽日冕劇烈活動引發的地磁風暴(geomagnetic storm),對地球的影響可持續幾小時甚至數日,但人類目前僅能依賴衛星收集的太陽數據來預測磁暴的發生,且由於時速高達數百萬公里,從風暴發生到對地球產生衝擊,人類只有短短約12小時的事先預警時間。這次太陽軌道號、帕克號成功接近太陽,將會帶領人類更深入了解太陽風暴,並協助人類更準確預測發生時間。

美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)
美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)

 

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