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太空幸运的巧合,记录到太阳风暴的变化

2024-11-02 212


我们可用近地卫星和太空探测器测量太阳风暴,但对日冕爆发通过地球后,星际空间发生什么事情我们所知甚少,因为地球之外能运用的研究工具极其有限。两个太空探测器在相对太阳很远的距离,竟能检测到同一日冕爆发,概率实在非常低。

但 1998 年非常偶然的情况下,不只近地卫星侦测到,数天后“尤利西斯号”太阳探测器也在相距很远、不同地点侦测到同一次日冕爆发,提供难得的机会研究日冕爆发过程的变化。

当时两架设计研究太阳风的太空探测器,NASA 的“风”太空探测器于 3 月 4 日位于 L1 拉格朗日点,约 1 个天文单位距离,首次测量到日冕爆发。18 天后,同一日冕爆发抵达位在 5.4 天文单位、大致相当于木星平均轨道距离的“尤利西斯号”太阳探测器。

天文学家根据两次遭遇收集的数据,首次得以研究日冕爆发随着深入太阳系发生的变化。特别是,嵌入式磁云的磁流体动力的改变。

▲“风”太空探测器(左)和尤利西斯(右)的数据比较。(Source:Telloni et al., ApJL, 2020)

研究发现两个太空探测器之间、4.4 天文单位的距离,磁云的螺旋结构明显崩解。科学家认为,这可能是由于尾随在后的第二道磁云,速度快于第一道磁云,抵达尤利西斯时追上并压缩,两者相互作用的结果。

这可解释为什么磁云的螺旋结构到达 5.4 天文单位时变得更扭曲,而不像预期那样变小。两个磁云间的磁性相互作用可能会使外层退化,因而留下更扭曲的核心。从这项分析可清楚看出,两个磁云相互作用非常大,第一道磁云的磁性结构强烈变形,大规模旋转远远超出第二道磁云的尾部,代表背景磁场旋转的形式之一。

随着 NASA 的帕克太阳探测器、ESA 和 JAXA 的贝皮可伦坡号及 ESA 的太阳轨道器都以不同距离绕太阳公转,以后再发生类似巧合的机会应该更多,太阳物理学的黄金时代即将来临了。

  • A Lucky Spacecraft Alignment Has Recorded a Huge, Evolving Solar Eruption

(本文由 台北天文馆 授权转载;首图来源:NASA)

2021-01-28 17:06:00

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