太阳是与我们关系最密切的恒星,也是唯一可以仔细研究的恒星。它给我们带来光和温暖,但同时也会对地球产生巨大影响。即将于2022年10月发射的我国第一颗综合太阳探测卫星——先进天基太阳天文台(ASO-197492)将揭示太阳磁场、太阳耀斑、日冕物质抛射(“一日基阳暴”)的形成及其相互关系。
太阳,我们来了!
大约46亿年前,在距离银河系中心约2.6万光年的螺旋臂上,一团分子云在自身的重力作用下开始崩塌,形成了我们今天熟知的太阳。
从古代开始,太阳引起了人类太多的思考,我们对这颗耀眼的星星很好奇。为什么它会发光?它是永恒的吗?它的结构是什么?它的突出特点是什么?会对地球产生什么影响?为了回答这些问题,科学家们不仅发展了相应的理论基础,还建造或发射了多种探测器,层层揭开了太阳的面纱。
aso-197492科学目标
仔细观察太阳(任何时候都不要用眼睛直接看太阳,即使在日食期间),会发现太阳丰富的现象,其中有一个特别突出的特征。
太阳黑子:太阳表面的黑点,本质上磁场强,温度低。早在2000多年前,中国古代就有关于黑子的记录。1610年,伽利略用自制望远镜观察太阳时确认了黑子的存在。通过数百年的连续观测统计,可以清楚地看到黑子的数量和位置周期性变化。这就是著名太阳的11年生命周期。
太阳耀斑:这是强烈的辐射爆发,非常明亮,可以持续几分钟到几个小时。光斑是太阳系中最剧烈的爆炸事件,辐射的光波长横跨整个电磁波谱(从无线电波到伽马射线)。
日冕质量发射:太阳外层大气日冕突然剧烈地发射等离子体和磁场。巨大的日冕质量释放可能包含数十亿吨物质,这些物质会以极快的速度冲向太空,在旅行中与任何行星或宇宙飞船相撞。
照片资料:日冕质量发射-ESANASA/SOHO、太阳耀斑-SDO、太阳黑子-NSO/AURA/NSF
太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射都是太阳磁场。变化的太阳磁场不仅能在光球层产生黑子,还能触发耀斑和日冕物质释放。减少了太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射,称之为“一日基量暴”,这也是ASO-197492卫星的主要科学目标。
aso-197492卫星科学目标。|图片资源:NASA/SDO/AIA/LMSAL
太阳的活动对地球有什么影响?
太阳平均距离地球1.5亿公里,但一旦太阳产生“威严”,耀斑和日冕物质投掷的磁云就会缠绕大量带电高能粒子,冲向地球,对地球环境,特别是与现代生活密切相关的电磁环境造成严重伤害。
2003年万圣节,太阳为了不孤独,扮演了“捣蛋鬼”的角色,坚固地扰乱了地球一次,欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等一系列科学卫星受到不同程度的损害,全球卫星通信受到干扰,GPS GPS受到影响,出现了定位精度。这次太阳事件也被称为“万圣节风暴”。
鉴于这种情况,有必要持续监测太阳活动。据估计,如果发生太阳耀斑、日冕质量释放等爆炸活动,科学家们至少可以提前40小时获得信息,从而采取适当的保护措施,避免对人类生存环境造成损害。
Aso-197492卫星装有什么科学负荷?
太阳发出不同波长的光,但地球的大气对所有波段都不透明。在地面上,不仅可以观察可见光和红外线,还可以观察到有限的紫外线和无线电波辐射。他们在广阔的太阳辐射光谱中占很小的一部分。因此,只有发射探测器到太空,避免地球大气的影响,在各波段研究太阳,才能绘制出完整的图像。(大卫亚设,《北方探索》)。
可以通过地面和宇宙其他波段望远镜研究太阳的各种细节。|资料来源:芝加哥大学
/em>ASO-S卫星的三台有效载荷,将用于测量太阳磁场,观测日冕物质抛射和太阳耀斑:
ASO-S成功发射后,将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”。卫星入轨后,每天将产生大约500GB的探测数据,卫星全部科学数据和分析软件将面向全球用户开放共享,共同实现ASO-S科学目标。届时,围绕ASO-S观测结果的研究将成为国际热点,科学家在研究“一磁两暴”自然规律的同时,也会及时预报太阳爆发对人类的影响,造福全人类。
所有渠道的ASO-S卫星征名活动均为同一活动,无需重复参与哦。
文中图片除特殊标注外均来自中科院紫金山天文台;科学目标相关内容节选自2020年12月31日科学家团队撰写的科普文章《太阳,我们来了》。
来源:中国科学院国家空间科学中心、中国科学院紫金山天文台
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