太阳的真实图片近距离 太空看太阳真实照片( 二 )
太阳核心的温度可以达到匪夷所思的1500万摄氏度,在这之外依次包裹着辐射层、对流层、光球层和大气层 。光球层是人类肉眼可见的太阳表面,只有到了光球层,太阳才发出明亮的可见光 。光球层上较为寒冷、黑暗的区域是我们熟悉的太阳黑子 。光球层之外是太阳的大气层(含色球层),日冕是太阳大气的最外层 。|umich.edu

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探索太阳磁场和太阳活动
在未来两年内,太阳轨道飞行器将飞到距离太阳更近的地方,最近将抵达距离太阳表面4200万公里(0.28个天文单位)的高度,几乎是太阳到地球距离的四分之一 。
在这之后,科学家将进一步利用金星的引力作用,将飞行器的轨道角度抬升到椭圆轨道平面上方,最大倾角可达33度,这将使飞行器能够飞到太阳上空,探索太阳的两极 。(欧洲航天局和美国宇航局的尤利西斯飞船曾在上世纪90年代和21世纪初两次飞越太阳的两极,但当时它没有携带照相机 。)
观测太阳的两极将帮助我们更好地了解太阳的周期性磁场活动 。太阳磁场的南北两极每隔11年会发生一次反转 。它是我们看到的所有太阳活动的根本原因:驱动着11年的太阳黑子周期,释放出狂暴的太阳风,也主宰着太阳的大气活动 。此外,太阳表面磁场特别强的区域也是耀斑的诞生地 。
物理学家费曼画素描时,喜欢描画太阳磁场复杂、扭曲、时疏时密的线条,他为太阳磁场如何影响耀斑感到惊奇,将磁场线描绘成有点像女孩飘动的头发 。费曼曾经研究过太阳磁场的产生机制,但直到今天,对于磁场如何从太阳的内部产生,我们仍然所知甚少 。
太阳轨道飞行器上携带有一个尖端仪器——偏振和日震成像仪(PHI),它被设计用于监测太阳表面磁场活跃的区域,将对磁场进行高分辨率测量,并可以利用日震学原理来研究太阳内部 。
太阳轨道飞行器观测到的太阳磁场 。| Solar Orbiter/PHI Team/ESA & NASA
太阳风是太阳向空间各个方向发射的持续不断的带电粒子流 。这些粒子有时来自外层的日冕,有时来自靠近光球层的地方,它们沿着太阳的磁力线运动,速度可以达到每秒300~800公里 。这些带电粒子为何能够加速到如此高的速度是关于太阳的另一个谜团,这个过程显然与日冕中的磁场有关,但具体的机制仍有待研究 。
当太阳风穿过太阳轨道飞行器时,其上的4个原位仪器会记录下磁场和太阳风的情况 。根据这些信息,就可以估计太阳风是从太阳的哪些特定部分产生的 。如果进一步综合6个成像仪器看到的太阳活动,我们或许可以更清楚地理解,太阳表面不同区域的物理过程如何共同作用,导致了太阳风的形成 。
太阳物理学的黄金时代即将到来
作为一个渺小的地球人,我们很难确切体会到太阳究竟是怎样的庞然大物 。单纯从数据角度说来,太阳的直径大约是地球的109倍,质量相当于33万个地球,我们甚至可以将130万个地球轻而易举地装进太阳里 。但在今天,渺小的人类第一次如此近距离地看到了巨大的太阳 。
未来十年,太阳轨道飞行器将与帕克太阳探测器、夏威夷岛上的太阳望远镜一起,同时对太阳进行观测,深入探索关于太阳的诸多未解之谜,比如:
太阳内部的磁场是如何产生的?
太阳风的驱动力是什么?
太阳的磁场大约每隔11年发生一次反转,这时太阳的两极在发生什么?
耀斑、日冕物质抛射这类太阳活动如何影响整个太阳系?
太阳爆发产生的高能粒子如何导致地球上的极端天气?
太阳轨道飞行器(左)和帕克太阳探测器(右)将同时对太阳进行观测 。|SolarOrbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL
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