[视频]欧空局与NASA的太阳轨道器联手捕捉到太阳蓬松日冕的惊人细节

[视频]欧空局与NASA的太阳轨道器联手捕捉到太阳蓬松日冕的惊人细节 太阳轨道器的任务是从高纬度近距离研究太阳，提供太阳两极的第一批图像，并调查日光层。图片来源：ESA/ATG medialab这段视频是由太阳轨道器上的极紫外成像仪（EUI）仪器于2023年9月27日录制的。当时，航天器与太阳的距离大约是地球距离的三分之一，将于 2023 年 10 月 7 日以 2700 万英里（4300 万公里）的距离最接近太阳。在录制这段视频的同一天，美国宇航局的帕克太阳探测器在距离太阳表面仅451万英里（726万公里）的地方掠过。帕克探测器不是直接对太阳成像，而是测量日冕和太阳风中的粒子和磁场。这是两个任务合作的绝佳机会，欧空局领导的太阳轨道器的遥感仪器可以观测太阳风的源区，这些太阳风随后将流经帕克太阳探测器。左下角整部影片中都能看到一个有趣的特征，那就是明亮的气体在太阳上形成精致的花边状图案。这就是所谓的日冕"苔藓"。它通常出现在大型日冕环的底部，由于温度过高或过于脆弱，在所选仪器设置下无法看到。太阳地平线上：被称为"尖顶"的气体从太阳的色球层向上伸展。它们的高度可达 10,000 千米（6200 英里）。0:22 左右的中心点：视野中心出现小规模喷发，较冷的物质在大部分回落之前被向上托起。不要被这里的"小"所迷惑：这次喷发比地球还大！0:30 左右左中："冷"日冕雨（可能低于 10,000 °C / 18,000 °F）在大日冕环（约一百万摄氏度）的明亮背景下显得很暗。日冕雨是由密度较高的等离子体团块组成的，在重力的作用下向太阳回落。这是与上面相同的视频，但没有注释。来源：欧空局和美国国家航空航天局/太阳轨道器/EUI 小组编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

"缓慢"的太阳风：太阳轨道器揭开的神秘起源

"缓慢"的太阳风：太阳轨道器揭开的神秘起源 太阳轨道飞行器任务的新发现确定了太阳磁场线重新连接区域缓慢太阳风的起源，为深入了解太阳动力学和对地球的潜在影响提供了依据。图片来源：欧空局和美国国家航空航天局/太阳轨道器/EUI 小组；致谢：Lakshmi Pradeep Chitta，马克斯-普朗克太阳系研究所科学家们利用"太阳轨道器"（Solar Orbiter）航天器首次接近太阳时收集到的数据，在揭示"缓慢"太阳风的神秘起源方面取得了重大进展。太阳风可以以每秒数百公里的速度传播，多年来一直吸引着科学家，今天（5 月 28 日）发表在《自然-天文学》杂志上的新研究终于揭示了太阳风的形成过程。太阳风描述了带电等离子体粒子从太阳向太空的持续外流风速超过每秒 500 公里称为"快风"，低于每秒 500 公里称为"慢风"。当这种风吹到地球大气层时，就会产生我们所熟知的北极光。但是，当大量等离子体以日冕物质抛射的形式释放出来时，也会造成危害，对卫星和通信系统造成严重破坏。尽管进行了几十年的观测，但人们对太阳风等离子体的释放、加速和输送太阳风等离子体离开太阳进入太阳系的来源和机制尤其是缓慢的太阳风仍不甚了解。太阳轨道器的目的是近距离研究太阳，重点是了解太阳风、太阳磁场和日光层太阳向太空发射的巨大带电粒子气泡。该航天器配备了十台科学仪器，可捕捉高分辨率图像并收集有关太阳大气层的数据，有助于将太阳活动与太阳系中的现象直接联系起来。这项任务对于增进我们对空间天气及其对地球影响的了解至关重要。图片来源：ESA/ATG medialab2020 年，欧洲航天局（ESA）在美国国家航空航天局（NASA）的支持下启动了太阳轨道器飞行任务。除了拍摄有史以来距离太阳最近、最详细的图像外，该任务的主要目的之一是测量太阳风并将其与太阳表面的起源区域联系起来。被称为"有史以来送往太阳的最复杂的科学实验室"，太阳轨道器上搭载了十种不同的科学仪器一些是在太阳风经过航天器时就地收集和分析太阳风样本的仪器，其他遥感仪器旨在捕捉太阳表面活动的高质量图像。太阳轨道器的十套科学仪器将对太阳进行研究。仪器分为两类：原位仪器和遥感仪器。原位仪器测量航天器本身周围的情况。遥感仪器则测量远处的情况。这两组数据可以用来拼凑出一幅更完整的日冕和太阳风的图景。图片来源：ESA-S.Poletti通过将摄影数据和仪器数据相结合，科学家们第一次能够更清楚地确定缓慢的太阳风从何而来。这有助于他们确定太阳风是如何离开太阳并开始进入日光层的。日光层是太阳及其行星周围的一个巨大气泡，保护太阳系免受星际辐射。泰恩河畔纽卡斯尔诺桑比亚大学的斯蒂芬-亚德利博士领导了这项研究并解释说："尽管过去的研究已经追溯了太阳风的起源，但这是在距离地球更近的地方进行的，而此时这种可变性已经消失。""由于太阳轨道器如此接近太阳，我们可以捕捉到太阳风的复杂性质，从而更清楚地了解太阳风的起源，以及这种复杂性是如何由不同源区的变化驱动的。"快速太阳风和慢速太阳风的速度差异被认为是由于它们源自太阳大气最外层日冕的不同区域。诺桑比亚大学的 Steph Yardley 博士。图片来源：Simon Veit-Wilson/诺桑比亚大学开阔日冕指的是磁场线一端固定在太阳上，另一端延伸到太空中的区域，为太阳物质逃逸到太空中创造了一条高速公路。这些区域温度较低，被认为是快速太阳风的来源。同时，闭合日冕指的是太阳磁场线闭合的区域，即磁场线两端与太阳表面相连。这些区域可以被看作是在磁场活跃区域上空形成的大的明亮环。这些闭合磁环偶尔会断开，为太阳物质提供短暂的逃逸机会，就像通过开放磁场线一样，然后重新连接起来，再次形成闭合磁环。这种情况一般发生在开放式和封闭式日冕的交汇处。太阳轨道器的目的之一是检验一种理论，即缓慢的太阳风源自封闭的日冕，并能够通过磁场线断裂和重新连接的过程逃逸到太空中。科学小组检验这一理论的方法之一是测量太阳风流的"成分"或组成。太阳物质中所含重离子的组合因其来源而异；较热的封闭日冕与较冷的开放日冕。利用太阳轨道器上的仪器，研究小组能够分析太阳表面的活动，然后将其与航天器收集的太阳风流进行比对。利用太阳轨道器捕捉到的太阳表面图像，他们能够精确地确定慢风流来自开放日冕和封闭日冕交汇的区域，从而证明了慢风能够通过断裂和重联过程从封闭磁场线中逃脱的理论。诺桑比亚大学太阳和空间物理学研究小组的亚德利博士解释说："太阳轨道器测量到的太阳风成分变化与日冕中各种来源的成分变化是一致的。重离子与电子组成的变化提供了强有力的证据，证明这种变异不仅是由不同的源区驱动的，而且也是由于日冕中闭合环路与开放环路之间发生的再连接过程造成的。"欧空局太阳轨道飞行器任务是一项国际合作任务，来自世界各地的科学家和机构共同合作，贡献专业技能和设备。欧空局太阳轨道器项目科学家丹尼尔-穆勒（Daniel Müller）说："从一开始，太阳轨道器任务的核心目标就是将太阳上的动态事件与它们对日光层周围等离子泡的影响联系起来。""为了实现这一目标，我们需要将对太阳的远程观测与对流经航天器的太阳风的现场测量结合起来。我为整个团队成功完成这些复杂的测量工作感到无比自豪。这一结果证实，太阳轨道器能够在太阳风及其太阳表面的源区之间建立强大的联系。这是这次任务的一个关键目标，为我们以前所未有的细节研究太阳风的起源开辟了道路"。太阳轨道器上的仪器包括重离子传感器（HIS），该传感器部分由密歇根大学气候与空间科学和工程系空间物理研究实验室的研究人员和工程师开发。该传感器旨在测量太阳风中的重离子，从而确定太阳风的来源。"太阳的每个区域都可能有独特的重离子组合，这决定了太阳风流的化学成分。"密歇根大学气候与空间科学和工程学教授、重离子传感器副首席研究员苏珊-莱普里（Susan Lepri）说："由于太阳风的化学成分在向太阳系外传播的过程中保持不变，我们可以利用这些离子作为指纹，确定太阳大气下部特定太阳风流的来源。"太阳风中的电子由电子分析仪系统（EAS）测量，该系统由伦敦大学洛杉矶分校穆拉德空间科学实验室开发，亚德利博士是该实验室的荣誉研究员。伦敦大学洛杉矶分校的克里斯托弗-欧文教授说："仪器团队花了十多年的时间设计、制造和准备发射传感器，并计划如何以最佳方式协调运行这些传感器。因此，现在我们非常高兴地看到这些数据汇总在一起，揭示出太阳的哪些区域正在推动缓慢的太阳风及其变化。"质子-阿尔法传感器（PAS）用于测量风速，由位于法国图卢兹的保罗-萨巴蒂埃大学天体物理与行星学研究所设计开发。这些仪器共同组成了太阳轨道器上的太阳风分析仪传感器套件，UCL 的克里斯托弗-欧文教授是该套件的首席研究员。谈到未来的研究计划，Yardley 博士说："到目前为止，我们只以这种方式分析了太阳轨道器在这一特定区间的数据。利用太阳轨道器研究其他情况，并与其他近距离任务（如美国宇航局的帕克太阳探测器）的数据集进行比较，将是非常有趣的。"详细介绍这项研究的论文将于今天发表在《自然-天文学》上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA太阳动力学天文台捕捉到X1.6级强烈太阳耀斑爆发场景

NASA太阳动力学天文台捕捉到X1.6级强烈太阳耀斑爆发场景 2024 年 5 月 2 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台拍摄到了这幅太阳耀斑的图像从太阳中上部区域的明亮闪光中可以看到。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成茶色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是与太阳黑子有关的磁能释放所产生的强烈辐射。这些耀斑是太阳系中最大的爆炸事件之一，主要在紫外线范围内可见。耀斑以多种方式影响地球：它们会破坏电离层，干扰GPS导航和无线电通信。它们也是极光的罪魁祸首，极光是高纬度天空中经常出现的美丽的自然光。该耀斑被归类为 X1.6 级耀斑。X 级表示最强烈的耀斑，而数字则提供了有关其强度的更多信息。太阳耀斑根据其强度和对地球的潜在影响进行分级。分级系统包括五个类别：A、B、C、M 和 X：与前一个类别相比，每个类别的能量输出都增加了十倍，其中 A 是最弱的，X 是最强的。在每个字母类别中，还有一个从 1 到 9 的更细的等级。例如，X1耀斑比 X2耀斑弱，但明显强于 M5耀斑。这种分类有助于科学家和相关机构预测潜在的影响，并为与空间天气有关的干扰做好准备。环绕地球运行的 SDO 卫星的艺术家概念图。资料来源：美国国家航空航天局美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）致力于了解太阳活动的起源及其对地球的影响。SDO于2010年2月发射升空，是NASA"与星共存"（LWS）计划的重要组成部分，该计划旨在发展必要的科学认识，以有效解决太阳-地球系统中直接影响生命和社会的那些方面的问题。该观测站配备了一整套仪器，可通过观测加深对太阳大气动态的了解。这些仪器能够每隔几秒钟捕捉 13 种不同波长的太阳超高清图像。主要仪器包括大气成像组件（AIA），该组件生成日冕和色球层的图像；日震和磁成像仪（HMI），该仪器研究太阳表面和磁活动；以及极端紫外线变异实验（EVE），该仪器测量太阳的紫外线输出。SDO收集的数据有助于提高我们预报空间天气事件的能力，如太阳耀斑和日冕物质抛射，它们会影响地球上的卫星运行、通信、电网和导航系统。通过持续监测，SDO 在我们了解影响我们日常生活和技术基础设施的复杂太阳过程的持续努力中发挥着关键作用。 ... PC版： 手机版：

NASA太阳动力学天文台再次捕捉到两个X级太阳耀斑

NASA太阳动力学天文台再次捕捉到两个X级太阳耀斑 美国国家航空航天局的太阳动力学天文台于 6 月 1 日拍摄到了这两幅太阳耀斑的图像在图像中心附近可以看到明亮的闪光。这些图像显示了极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成蓝色和金色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是太阳发出的强大辐射脉冲，尤其是来自磁场高度集中的太阳黑子周围的活跃区域。这些耀斑发生时，积聚的磁场能量会突然以辐射的形式释放出来，辐射范围几乎涵盖整个电磁波谱从无线电波到 X 射线和伽马射线。太阳耀斑的强度分为三类：C、M 和 X，其中 C 是最弱的，X 是最强的。每个类别都有一个从 1 到 9 的等级，进一步量化耀斑的威力。X 级耀斑会对地球造成严重破坏，影响卫星通信、导航系统和电网。太阳耀斑通常与日冕物质抛射（CMEs）有关，这是太阳活动的另一种形式，数十亿吨太阳粒子被抛射到太空中。这可能会导致地磁暴，当与地球磁场相互作用时，可能会产生壮观的极光或南北极光。了解太阳耀斑对于预测空间天气事件至关重要，有助于做好准备，保护地球上的技术系统和基础设施免受这些太阳现象的潜在不利影响。美国宇航局太阳动力学天文台美国国家航空航天局（NASA）的太阳动力学天文台（SDO）是一项致力于通过在小尺度空间和时间范围内同时以多种波长研究太阳大气来了解太阳对地球和近地空间影响的任务。SDO于2010年2月11日发射升空，是美国国家航空航天局"与星共存"（LWS）计划的一部分。该观测站配备了一套仪器，通过观测可以更全面地了解驱动地球环境变化的太阳动力学。星载主要仪器之一是大气成像组件（AIA），它能以多种波长捕捉日冕和色球层的高分辨率图像，以更好地了解太阳辐射的输出及其对我们大气层的影响。另一个重要仪器日震和磁场成像仪（HMI）绘制太阳磁场图，并利用日震学窥探太阳不透明表面下的情况，以详细了解太阳内部动态。同时，极端紫外线变异实验（EVE）以前所未有的精度测量太阳的紫外线输出，这对于了解地球电离层和热层的变化至关重要。通过提供几乎连续不断的数据流，SDO 在我们预测空间天气事件的能力方面发挥着至关重要的作用，有助于减轻空间天气事件对空间和地面技术系统的影响。SDO 的详细观测有助于增进我们对太阳大气活动及其对空间天气影响的了解。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

X2.5太阳耀斑释放 - NASA的SDO捕捉到强大奇观

X2.5太阳耀斑释放 - NASA的SDO捕捉到强大奇观 美国国家航空航天局的太阳动力学天文台观测到了美国东部时间2024年2月16日凌晨1:53达到峰值的重大太阳耀斑。它被归类为 X2.5，是一次高强度的能量爆发，可能会对技术和太空任务造成破坏性影响。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是一种强大的能量爆发。耀斑和太阳爆发会影响无线电通信、电网和导航信号，并对航天器和宇航员构成威胁。该耀斑被列为 X2.5 级耀斑。X级表示最强烈的耀斑，而数字则提供了有关其强度的更多信息。2024 年 2 月 16 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台捕捉到了这些太阳耀斑的图像从每张图像右侧的明亮闪光中可以看到。这些图像显示了极紫外光的三个子集，它们突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成茶色、金色和红色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是与太阳黑子有关的磁能释放所产生的强烈辐射。这些现象可持续数分钟至数小时，是太阳系最大的爆炸事件，在太阳上可看到明亮的区域。太阳耀斑主要在紫外线和 X 射线光谱中观测到，因此空间观测站可以探测到它们。太阳耀斑的强度分为五类：A、B、C、M 和 X，其中 A 最弱，X 最强。每个类别的能量输出都比前一个类别增加十倍。在每个类别中，从 1 到 9 的更细等级进一步区分了耀斑的强度。例如，X2 耀斑的威力是 X1 耀斑的两倍，但比 X8 耀斑小四倍。这种分类系统有助于科学家和有关当局为对地球的潜在影响做好准备，如通信和导航系统的中断。SDO 航天器全天候监视太阳的插图。来源：美国国家航空航天局美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）是 2010 年 2 月发射的一项任务，是"与恒星共存"（LWS）计划的一部分。SDO的目标是通过在小尺度空间和时间范围内同时以多种波长研究太阳大气，了解太阳对地球和近地空间的影响。SDO 的目的是更多地了解太阳的磁场及其产生和结构，以及储存的磁能如何转换并以太阳风、高能粒子和太阳辐照度变化的形式释放到日光层和地球空间。SDO 配备了一整套仪器，其中包括大气成像组件（AIA），用于捕捉多个波长的太阳大气高清图像；日震和磁成像仪（HMI），用于研究太阳磁场和太阳内部物理；以及极端紫外线变异实验（EVE），用于测量太阳的紫外线输出。这套全面的工具使 SDO 能够以前所未有的方式深入了解离我们最近的恒星的运行情况，从而有助于更深入地了解影响我们的行星和技术系统的太阳过程。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA正在开发用于深空探索的太阳帆技术

NASA正在开发用于深空探索的太阳帆技术 美国国家航空航天局（NASA）正在开发用于深空探索的太阳帆技术。这种创新的推进系统以太阳光从其表面反射为动力，最近达到了新的就绪水平，使其适用于未来的科学任务。太阳帆提供了一种无燃料、环保的推进方法，能够将低质量任务推进到新颖的轨道和遥远的行星上。资料来源：美国国家航空航天局NASA技术专家莱斯-约翰逊（Les Johnson）年轻时曾被杰里-波内尔（Jerry Pournelle）和拉里-尼文（Larry Niven）于 1974 年合著的小说《上帝眼中的污点》（The Mote in God's Eye）深深吸引，小说中一艘由太阳帆推动的外星飞船拜访了人类。今天，约翰逊和美国国家航空航天局的一个团队正准备测试类似的技术。NASA继续推出太阳帆技术计划，将其作为一种前景广阔的深空运输方法。1 月份，该机构成功部署了四个相同的太阳帆四象限中的一个，从而实现了一个关键的技术里程碑。1 月 30 日，在科罗拉多州朗蒙特的 Redwire 公司新工厂展示了这一部署。美国国家航空航天局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心领导着太阳帆团队，该团队由主承包商Redwire和分包商NeXolve组成，前者开发了部署机制和近100英尺长的吊杆，后者提供了帆膜。除了领导该项目，马歇尔还开发了太阳帆在太空飞行时控制和导航所需的算法。2022 年 10 月 13 日，NASA 和行业合作伙伴在马歇尔太空飞行中心使用两个 100 英尺长的轻质复合吊杆首次展开了 4300 平方英尺的帆板四象限，使其成为当时部署的最大的太阳能帆板四象限。2024 年 1 月 30 日，NASA 在科罗拉多州朗蒙特的 Redwire 新工厂成功部署了四个完全相同的太阳帆四象限中的一个，实现了关键技术的里程碑。资料来源：美国国家航空航天局太阳帆技术及其进步太阳能帆的概念简单而具有革命性。它的工作原理是利用太阳光的反射进行推进，类似于风力推动帆船。虽然在 Redwire 的部署中只展开了帆的四分之一，但完全展开后，整个帆的面积将达到 17780 平方英尺，厚度不到头发丝的 2.5 微米。风帆由涂有铝的聚合物材料制成。美国国家航空航天局科学任务局最近资助太阳帆技术达到新的技术就绪水平（TRL 6），这意味着该技术已准备就绪，可以提出在科学任务中飞行的建议。约翰逊在马歇尔大学从事风帆技术研究已有 25 年之久，他说："这是在准备将其用于太空任务之前，在地面上迈出的重要的最后一步。下一步就是科学家们提出在他们的任务中使用太阳帆。我们已经实现了目标，并证明我们已经做好了飞行的准备。"穿越深空的太阳帆为使用该技术的飞行任务提供了许多潜在的好处，因为它不需要任何燃料，只需很小的质量就能实现很高的推进性能。这种太空推进系统非常适合在新轨道上执行低质量任务。约翰逊说："一旦脱离地球引力进入太空，最重要的是效率和足够的推力，以便从一个位置到达另一个位置。""太阳能帆通过反射太阳光来实现这一目标帆的尺寸越大，就能提供越大的推力"。- 莱斯-约翰逊，美国国家航空航天局技术专家未来应用和环境效益利用太阳帆技术进行的一些有意义的飞行任务包括研究空间天气及其对地球的影响，或对太阳南北两极进行高级研究。后者受到了限制，因为将航天器送入环绕太阳的极地轨道所需的推进力非常大，使用当今大多数推进系统根本不可行。考虑到金星或水星离太阳很近，而且太阳帆在那里更强烈的阳光下会产生更大的推力，因此太阳帆推进也有可能加强未来前往金星或水星的飞行任务。2024 年 1 月 30 日，美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的技术专家莱斯-约翰逊（Les Johnson）和莱斯利-麦克纳特（Leslie McNutt）在 Redwire Space 公司成功完成太阳帆部署测试。美国国家航空航天局在科罗拉多州朗蒙特的 Redwire 新设施成功部署了四个完全相同的太阳帆四象限中的一个，实现了关键技术的里程碑。图片来源：红线太空公司此外，这是一种终极的绿色推进系统，约翰逊说只要太阳在发光，太阳帆就有推进力。在阳光较弱的地方，他设想未来可以使用激光将太阳帆加速到高速，将其推到太阳系外，甚至更远的地方，也许是另一颗恒星。"未来，我们可能会在太空中放置大型激光器，当太阳帆离开太阳系时，将光束照射到太阳帆上，将它们加速到越来越高的速度，直到最终它们的速度足以在合理的时间内到达另一颗恒星。" ... PC版： 手机版：