派克太陽探測器探測數據顯示太陽比理論中更為活躍


自從2018年8月升空之後,派克太陽探測器(Parker Solar Probe)很輕易的成為了「距太陽最近」的太空船,一直以來,天文學家對於太陽的日冕以及太陽風機制並不是非常瞭解,派克太陽探測器就是為了解決此項問題而前往太陽,天文學家也在12月4日於自然期刊上發表了派克太陽探測器的觀測成果,其中包含了五項新的發現。

第一項是零黃道塵區,在地球上經常可以看到黃道光,那其實是太陽系生成時所留下的星際塵埃,以往認為其遍布太陽周圍,但這次的觀測顯示大約在563萬公里以內,受到太陽的影響,該區域是完全沒有黃道塵的。

第二項是地球附近所觀測到的太陽風,是相對均勻的電漿態流,偶爾才會出現一些分歧,稱為湍流,但若是派克太陽探測器所在的近距離,它所見到的是更復雜且活躍的系統,湍流多到不可思議,甚至也有往回跑的電漿物質。透過測量及分析太空船周圍的電場和磁場隨時間的變化以及附近電漿物質的特性,可以得出第三項,其顯示太陽磁場的快速逆轉,這種現象就像是磁場從太陽中噴出,但卻又突然改變方向往回向太陽衝,這過程可能從數秒到幾分鐘,在這種「轉換」的過程後,磁力線就像是被拉回太陽一樣。目前雖然仍不清楚這種磁場逆轉的能量來源,但藉由派克太陽探測器的觀測資料,科學家可以將可能的範圍再次縮小。

第四項的解釋讓幾十年前的問題的又更加接近真相,「太陽風究竟是如何從太陽中吹出的?」太陽風從太陽吹出時幾乎是呈放射狀流動的,但太陽在釋出太陽風的同時也在自轉,就像花園中的灑水器那樣,但是從地球上見到的太陽風基本都是呈現水平吹送的,現在派克太陽探測器足夠接近,能夠看到尚在旋轉的,不同軌跡的太陽風,這比原先科學家所預測的流動速度要快將近十倍速,對天文學家來說是一個既喜又憂的現象,喜的是發現了新玩意,憂的是舊理論是否應打掉重來?又或是修正系數可以處理?

第五項則是一些太陽上的小型擾動以往在地球上遙不可及,如今因距離接近變得可觀測,至於太陽外層大氣的日冕加溫機制,天文學家推測可能與磁力線的突然「轉換」有關,同時天文學家也找到日冕與太陽風直線吹送的斷點,派克太陽探測器每次接近太陽,就會更加地靠近太陽,總共可靠近二十四次,每一次接近太陽就有可能帶來新的資訊,也可能刷新我們對恆星的認知,研究人員認為下一次2020年的靠近,能夠將答案更接近真相。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】

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