太阳轨道飞行器发现了可以为太阳风提供动力的小型飞机

欧洲航天局/美国宇航局 太阳轨道飞行器探测到大量从太阳外层大气中逸出的小型物质喷流。 每个喷射持续 20 到 100 秒，然后熄灭 等离子体 速度约为 100 公里/秒（60 英里/小时）或 360,000 公里/小时（220,000 英里/小时）。 这些喷流可能是期待已久的太阳风来源。

了解太阳风

太阳风由称为等离子体的带电粒子组成，这些粒子不断逃离太阳。 它通过行星际空间向外扩散，撞击其路径上的任何物体。 当太阳风与地球磁场碰撞时，就会产生北极光。

尽管太阳风是太阳的一个基本特征，但了解太阳风在太阳附近如何以及在何处产生已被证明是难以捉摸的，并且一直是数十年来研究的主要焦点。 现在，凭借其先进的仪器，太阳轨道器使我们向前迈出了重要的一步。

这张马赛克图像显示了许多从太阳外层大气中逸出的微小物质喷流。 这些图像来自欧空局/美国宇航局太阳轨道飞行器。 在这幅马赛克图中，它们看起来像是穿过太阳表面的黑色条纹。 这些图像是“底片”，这意味着虽然喷流显示为黑暗，但它们是太阳表面上的明亮闪光。 图片来源：ESA/NASA/太阳轨道飞行器/EUI 团队； 致谢：Lakshmi Pradeep Cheetah，马克斯普朗克太阳系研究所，CC BY-SA 3.0 IGO

太阳表面的高分辨率成像

数据来自太阳轨道飞行器的极紫外成像仪（EUI）。 EUI 于 2022 年 3 月 30 日拍摄的太阳南极图像揭示了一系列微弱、短暂的特征，这些特征与太阳大气中喷出的小等离子体射流有关。

德国马克斯·普朗克太阳系研究所的拉克什米·普拉迪普·奇塔 (Lakshmi Pradeep Chitta) 表示：“我们之所以能够探测到这些微小喷流，是因为 EUI 产生了前所未有的高分辨率、高频图像。”他也是该论文的主要作者。工作。 。 特别是，这些图像是在 EUI 高分辨率成像仪的极紫外通道中拍摄的，该成像仪可​​观察波长为 17.4 纳米的百万级太阳等离子体。

特别令人感兴趣的是，分析表明这些特征是由太阳大气中的等离子体喷射引起的。

这部电影是根据欧空局/美国宇航局太阳轨道飞行器于 2022 年 3 月 30 日凌晨 04:30 至 04:55 之间进行的观测而制作的。 世界标准时间它之前已于去年发布。 显示太阳南极附近的日冕洞。 随后的分析显示，观测过程中发射了许多小型飞机。 它们看起来像是闪烁在图像上的小闪光。 它们都将带电粒子（称为等离子体）喷射到太空中。 圆圈表示地球相对于比例尺的大小。 图片来源：ESA/NASA/太阳轨道飞行器/EUI 团队； 致谢：Lakshmi Pradeep Cheetah，马克斯·普朗克太阳系研究所

磁结构和太阳风

几十年来，研究人员已经知道，大部分太阳风与称为日冕洞的磁性结构有关，日冕洞是太阳磁场不会返回太阳的区域。 相反，磁场延伸到太阳系深处。

等离子体可以沿着“开放”的磁力线流动，进入太阳系，产生太阳风。 但问题是：等离子体是如何发射的？

传统的假设是，由于日冕很热，它会自然膨胀，其中一些会沿着场线逸出。 但这些新发现着眼于位于太阳南极的日冕洞，检测到的单个喷流挑战了太阳风只能以连续、稳定的流动形式产生的假设。

比利时皇家天文台的安德烈·朱可夫说：“这里的一个发现是，这种流动不是很均匀，而且喷流的普遍存在表明，来自日冕洞的太阳风可能起源于一种非常零星的流动。” 是这项工作的合作者，领导了太阳轨道飞行器的监测活动。

欧洲航天局的太阳轨道飞行器任务将从水星轨道内最近的点与太阳相遇。 来源：ESA/ATG 媒体实验室

飞机能量分析

与每个单独平面相关的能量很小。 日冕现象的上端是 X 级太阳耀斑，下端是所谓的纳米耀斑。 X 耀斑中的能量比纳米耀斑中的能量多十亿倍。 太阳轨道飞行器探测到的微小喷流的能量比这要低，散发出的能量比纳耀斑少大约一千倍，并将大部分能量引导到喷射等离子体中。

新的观测表明，它们无处不在，表明它们驱逐了我们在太阳风中看到的大部分物质。 可能会有更小、更频繁但作用更大的活动。

比利时皇家天文台和 EUI 首席研究员戴维·伯格曼斯 (David Bergmans) 表示：“我认为这是在盘上寻找对太阳风确实有贡献的东西的重要一步。”

未来的观察和更广泛的影响

目前，太阳轨道飞行器仍在赤道附近绕太阳运行。 因此，在这些观测中，EUI 正在以掠射角观察南极。

“从边缘观察时，很难测量这些小喷流的一些特性，但几年后，我们将从与任何其他望远镜或天文台不同的角度看到它们，所以这对我们双方都有很大帮助， “ 他说。 丹尼尔·穆勒 (Daniel Müller)，欧空局太阳轨道飞行器项目科学家。

这是因为随着任务的继续，航天器也会 它的轨道逐渐倾斜 朝向极地地区。 与此同时，太阳上的活动将在太阳周期中不断进行，日冕洞将开始出现在不同的纬度，从而提供独特的新视角。

所有参与者都会很高兴看到他们能收集到哪些新见解，因为这项工作远远超出了我们的太阳系。

太阳是唯一一颗我们可以如此详细观察其大气层的恒星，但其他恒星也可能发生同样的过程。 这将这些观察转化为对基本天体物理过程的发现。

参考文献：“皮可耀斑喷流为太阳日冕洞中出现的太阳风提供动力”作者：LP Chitta、AN Zhukov、D. Berghmans、H. Peter、S. Parenti、S. Mandal、R. Aznar Cuadrado、U. Schühle， L.特里亚卡，F. 奥舍尔，K. 巴尔津斯基，E. Buchlin、L. Harra、E. Kraaikamp、DM Long、L. Rodriguez、C. Schwanitz、PJ Smith、C. Verbeeck 和 D.B. Seaton，2023 年 8 月 24 日，可在此处获取。 科学。
doi：10.1126/science.ade5801

太阳轨道飞行器是欧洲航天局和美国宇航局国际合作的一项太空任务，由欧洲航天局运营。