在日冕,太阳大气的广阔外层,从太阳表面延伸数百万公里,温度达到数百万开尔文。相比之下,表面温度为6,000 K(约5,700摄氏度)。虽然近年来天文学家已经发展了一些可能的解释,但没有人能够准确地说出日冕如何或为何变得如此热。
一颗新的卫星将仔细检查太阳大气层的基础区域,让物理学家有机会像植物学家一样深入研究植物的根源,并发现可能有助于他们解开谜团的信息。
卫星 - 美国国家航空航天局的接口区域成像光谱仪(IRIS),一种新的紫外太空望远镜 - 将以前所未有的细节检查色球,这是一个长期被忽视的日冕下面的等离子体层。“我想知道是否我们在日冕上太过刻苦地了解日冕,”IRIS科学家,蒙大拿州立大学的物理学家查尔斯·坎克尔伯格说。“可能是通过退出,我们可以得到一些对于正在发生的事情的重要线索。”
载机将于6月26日从加利福尼亚州范登堡空军基地高空载入IRIS和飞马火箭助推器,然后从那里发射到极地轨道。从那个有利位置,望远镜将观察到色球的一小部分,即电晕和表面之间的一个剧烈变化的区域。IRIS不仅可以拍摄太阳,还可以返回星光的详细光谱,可以揭示工作种微妙的物理过程。其他望远镜,例如最近在北极圈周围完成了为期五天的飞行的Sunrise 2气球,已经查看了色球层,但没有返回这些详细信息。“你不会只看到具有精细结构的美丽图像,但你也能够测量温度和密度是多少,”Eric Priest说,苏格兰圣安德鲁斯大学的太阳物理学家,不属于IRIS团队。“这是革命性的。”
与日冕的细小突起或斑点,火热的表面不同,色球很难看到。它吸收并重新发射来自表面的一些光,但它也发出自己的紫外光,这使得很难识别光子的来源,在洛克希德马丁太阳能和天文物理实验室的IRIS的科学负责人Bart de Pontieu说道。仅在最近10年,物理学家才开发出足够精密的计算机模型来跟踪来自该区域的光子并充分模拟色球活动。这是IRIS现在时间的关键原因。“通过这些模型,我们现在有机会了解我们从色球层看到的光线,”de Pontieu说。
物理学家也渴望用IRIS观察太阳爆发。他们应该看到很多:IRIS将在太阳11年活动周期的高峰附近发射。IRIS团队将使用来自观测整个太阳的其他卫星的信息,例如日本的日出和美国宇航局的太阳动力学观测站,以识别太阳的活跃区域,并在它们生长时将IRIS指向耀斑,此时它将每两秒获得一次光谱。De Pontieu将使命与研究海洋上方的空气进行了比较,看着水蒸发并凝结:“你正在看到为云提供食物的过程,以及消耗云层的过程。通过计算进出的内容,你可以弄清楚那里发生了什么。“
IRIS的详细读数还将帮助物理学家跟踪小规模的太阳现象,例如de Pontieu及其同事在2007年首次发现的短暂的热等离子喷泉。这些喷气机称为“2型骨针”,与地球一样高很宽,但只持续100秒左右。这些喷射器可以注入能量使电晕保持在沸腾状态。即便如此,天文学家也不确定太阳的磁场如何驱动这些巨大的能量转移。Kankelborg指出:磁场并不能自然地加热颗粒,“如果你把磁铁挂在冰箱上,香肠就不会变质。”
滨搁滨厂将测试两个主要的假设,试图解释日冕的极端高温。一种观点认为,磁场线在太阳周围滑行时会扭曲和编织,当它们最终像橡皮筋一样断裂时会产生张力并释放出大量的能量。或者从太阳深处滚动的磁波可以将能量和热量传递到色球层和日冕中。“我们不知道这些是否合适,或者我们是否需要新的概念,”笔谤颈别蝉迟说。“滨搁滨厂的观察结果将能够确定这一点。”
除了日冕加热之谜外,滨搁滨厂还将阐明驱动太阳风,太阳风暴,紫外线辐射和其他可能阻碍电子通信并对地球人类健康产生负面影响的现象。最终,笔谤颈别蝉迟希望滨搁滨厂的观察也将支持对更遥远恒星的研究。“如果我们在太阳上正确理解这些结构,”他说,“我们将预测它们如何在宇宙中的其他结构中扩展
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