NASA發射觀測衛星20週年 探索太陽奧秘

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【大紀元2015年12月03日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導) 美國航空航天局的太陽觀測衛星SOHO在太空運行20年,完成了大量的太陽觀測工作,推動太陽物理學的迅速發展。科學界因此認識到太陽不是靜止不變的炙熱圓球,而是富有變化的神秘星體。

美國航空航天局於11月2日發布消息說,SOHO( 太陽和太陽風探測器)於1995年12月2日發射,至今仍發揮著強勁的觀測能力。科學家使用SOHO更好地研究太陽及其對太陽系的影響情況,因此帶來太陽物理學領域的變革,科學界因此新增5000多篇有關太陽的科研論文。而且截至今年9月, SOHO還有另外收穫,探測到3000顆彗星供天文學家研究。

SOHO改變科學家的認識

來自歐洲空間局(ESA)的SOHO研究項目科學家伯恩哈德‧弗萊克(Bernhard Fleck)說:「SOHO改變了我們對太陽的看法,不再認為太陽是靜止不變的物體,而是太空中有激烈運動的猛獸。」

在太空中飛行的SOHO太陽觀測器。(NASA視頻截圖)
在太空中飛行的SOHO太陽觀測器。(NASA視頻截圖)

SOHO裝有高性能的日冕相機,能清晰地觀測到太陽大氣中存在一種猛烈的噴發現象,即日冕物質拋射(coronal mass ejections,簡稱 CME),它是太空天氣現象的主要原因。天文學上,太空天氣是指能影響地球的太陽運動。

航空航天局說,雖然之前太空中已經有兩台日冕相機,但都沒有像SOHO那樣獲得大量清晰的觀測結果。因此人們那時認為最常見的太陽耀斑造成太空天氣。

美國的SOHO項目科學家喬‧古爾曼(Joe Gurman)說:「舊的日冕相機漏掉許多微弱的日冕物質拋射現象。我們跟據SOHO的觀測數據,意識到日冕物質拋射是整個太陽系中更為常見、更為多變的天文現象。」

科學家藉助SOHO觀測等方法,發現太陽的日冕物質拋射是帶電的太陽物質形成巨大、快速運動的雲狀物,其中含有磁場,達到地球空間時可引起地球磁場發生振動和搖擺,形成北極的美麗壯觀極光,但同時會干擾全球衛星通訊,以及產生地磁感應電流。

科學界因此認識到太陽活動會影響地球、地面設備乃至人的健康。

將探索更多太陽奧秘

因為沒有地球大氣層的干擾,所以SOHO觀測器在太空能清晰觀測太陽的遠紫外線(extreme ultraviolet )運動情況。太空科學家亞歷克斯‧楊(Alex Young)說:「我們第一次能看到遠紫外線波浪以每小時一百萬英里的速度掠過太陽。」

太陽表面的一種劇烈物質運動——太陽海嘯的圖像。(ESA/NASA/SOHO)
太陽表面的一種劇烈物質運動——太陽海嘯的圖像。(ESA/NASA/SOHO)

航空航天局說,SOHO主要在三個方面研究太陽促進太陽物理學領域有了飛躍性的發展,分別是研究太陽內部、捕捉太陽噴發的物質(即太陽風)以及神秘的太陽大氣加熱現象。

研究太陽內部會有助於解決太陽中微子問題。在觀測太陽風時,SOHO發現太陽風在日冕洞加速。日冕洞是太陽磁場向太空開放的區域,因此對太陽的結構組成特點有了深入理解。

但截至目前,仍沒有成功地解釋神秘的太陽大氣加熱現象,科學家無法推測是甚麼原因導致太陽大氣層的異常高溫現象——日冕。弗萊克說:「日冕的溫度之高不可思議,是太陽表面熱度的幾百倍。因為我們認為太陽的能量來自太陽中心,所以推測日冕在太陽的最表面應該比內部溫度低很多。」

圖為2013年11月28日開始,SOHO觀測器所拍攝的彗星飛近(從右下至中心)和飛離(從中心至右上)太陽的連續圖像。(ESA/NASA/SOHO/SDO/GSFC)
圖為2013年11月28日開始,SOHO觀測器所拍攝的彗星飛近(從右下至中心)和飛離(從中心至右上)太陽的連續圖像。(ESA/NASA/SOHO/SDO/GSFC)

SOHO的經歷也不是一帆風順。1998年,SOHO飛船因為一個軟件錯誤和地面失去聯繫四個月,直到當年9月份修復故障而重新工作。

航空航天局說,雖然SOHO探測器起到很大的作用,但是這些研究離更深入的理解太陽還差甚遠,因此計劃於2018年發射「太陽探測加強號」(Solar Probe Plus)新型無人太陽探測器,飛入太陽的外層大氣進行探索。

責任編輯:蘇漾

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