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美将发射太阳色球层探测器 揭秘日冕之下的秘密

http://www.kexue.com 2013-06-25 16:22:50 网易探索  发表评论


色球层是太阳的外表层

  在大多数情况下,太阳一直是天文学家很感兴趣的研究对象。太阳表面是光球层,经常出没太阳黑子,并且爆发高能量的耀斑。太阳的外层大气是日冕,在磁场束的作用下,造成了一系列闪烁着微光的弧状排列。但是在这两个有着超凡魅力的区域中间,有一片1700千米厚的区域——太阳色球层——在很大程度上被忽视了。

  美国宇航局(NASA)日前透露,计划于6月26日发射一枚造价1.81亿美元的“界面区成像光谱仪”(IRIS)。IRIS的“眼睛”在紫外光谱下工作,旨在追踪物质和能量是如何在色球层中流动的。IRIS有助于天文学家弄清光球层和日冕是如何连接的——包括为什么太阳表面温度仅6000摄氏度左右,日冕却飙升到100万摄氏度以上。IRIS项目领头人、供职于加州帕洛阿尔托市洛克希德·马丁太阳能与天体物理学实验室的Bart de Pontieu说:“色球层是这个谜团中缺失的一部分。”

  IRIS每5秒钟拍摄一次图片,每隔1~2秒可获取光谱,能够识别240公里内的物体。IRIS的合作研究者、供职于科罗拉多州博尔德市美国国家大气研究中心的Scott McIntosh说:“这是令人惊愕的。通过IRIS如此高的分辨率,你可以看到物体的高清动态。”

  IRIS的高分辨率有助于研究人员绘制出曾于2007年被发现的手指状的等离子体喷流。根据从日本日出卫星和NASA太阳动态观测卫星获取的数据,de Pontieu和他的同事正在追踪这些在色球层中呈漏斗状聚集且积累能量的“第二型针状体”,它们在日冕温度为何如此之高的难题中扮演了重要角色。但是它们在几分钟内便会消失并消亡——这一速度比任何人预想的都要快。就职于洛克希德·马丁公司的太阳物理学家兼IRIS主要研究者Alan Title说:“一切突然变得清晰起来,这一重要发现对研究太阳整个区域都是至关重要的。”

  IRIS的20厘米望远镜和成像光谱仪旨在研究类似于“针状体”这种变化速度极快的物体。如果一切按计划进行,IRIS将从加州南部的范登堡空军基地发射入轨。IRIS将环绕极地轨道飞行,位于地球表面上方660千米,并始终朝向太阳。IRIS视场较窄,将在色球层上的一小部分作业:仅有太阳表面积的1%。

  Title说,之所以选择目前实施IRIS项目,其中一个原因是,在过去的10年里, 一系列建模工作给了太阳物理学家充足的信心:他们能够通过分析从探索色球层的任务中获取的信息解开谜团的真相。该研究团队的分析员包括挪威奥斯陆大学的Mats Carlsson,他说,IRIS帮助他明白为什么他的模型在色球层上部没有产生适量的热效果。Carlsson补充道:“最终,我们相信通过将模拟和观测相结合,能够弄清这些谜团。”

  马里兰州格林贝尔特NASA戈达德空间飞行中心的Dean Pesnell说,IRIS将在适当的时机开始执行任务:太阳活动以11年为周期,目前是太阳活动的高峰期,尽管这次高峰期相较于上一次略有逊色。由太阳风暴发射的达到地球的辐射总量似乎和1996年的最小值差不多。

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