科技日報北京6月4日電(記者 張夢然)多年來一直讓科學(xué)家著迷的太陽風(fēng)的一個最大謎題也可以概括為:不知風(fēng)從何處吹來,F(xiàn)在,利用太陽軌道器飛行任務(wù)首次近距離飛行時收集的數(shù)據(jù),科學(xué)家對太陽風(fēng)尤其是慢速太陽風(fēng)的神秘起源有了全新的認(rèn)識。研究成果發(fā)表在新一期《自然·天文學(xué)》上。
太陽風(fēng)其實(shí)是帶電等離子粒子從太陽向太空的連續(xù)流出,其中速度超過每秒500公里的風(fēng)被稱為快速太陽風(fēng),速度低于每秒500公里的風(fēng)被稱為慢速太陽風(fēng)。當(dāng)這種風(fēng)吹到地球大氣層時,就會形成人們所知的極光。但是,太陽風(fēng)暴也會引起地磁場的劇烈變化,對航天、供電、通訊、航空、導(dǎo)航等一系列領(lǐng)域和技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生災(zāi)害性影響。
經(jīng)過數(shù)十年觀察,科學(xué)家對太陽風(fēng)的起源和機(jī)制仍不太清楚,尤其是慢速太陽風(fēng)。但在2020年,歐洲空間局在美國國家航空航天局的支持下啟動了太陽軌道器飛行任務(wù),該任務(wù)的主要目標(biāo)之一就是測量并調(diào)查太陽風(fēng)的起源。
太陽軌道器號稱“有史以來發(fā)送到太陽的最復(fù)雜的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”,配備了10種不同的科學(xué)儀器,一些用于在太陽風(fēng)經(jīng)過航天器時收集和分析太陽風(fēng)樣本,還有一些遙感儀器則用于捕捉太陽表面活動的高質(zhì)量圖像。這些數(shù)據(jù)讓科學(xué)家發(fā)現(xiàn),快速太陽風(fēng)與慢速太陽風(fēng)速度之間的差異,是由于它們起源自太陽日冕的不同區(qū)域造成的。
開放日冕是指磁場線一端固定在太陽上,另一端延伸到太空的區(qū)域。這些區(qū)域溫度較低,是快速太陽風(fēng)的來源。同時,封閉日冕指的是太陽磁場線閉合區(qū)域,這意味著它們兩端都與太陽表面相連。這些閉合磁環(huán)偶爾會斷裂,為太陽物質(zhì)提供短暫的逃逸機(jī)會。
現(xiàn)在,研究團(tuán)隊(duì)精確地定位出太陽慢速風(fēng)正是來自開放和閉合日冕“相遇”的區(qū)域,并通過磁場線斷裂和重新連接的過程逃逸到太空。
這一發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)了人們對太陽現(xiàn)象及對空間氣象的理解,也為防范太陽風(fēng)的危害發(fā)揮重要作用。