五分鐘飛行,飛行望遠鏡揭開太陽大氣層的奧秘 五分鐘飛行,飛行望遠鏡揭開太陽大氣層的奧秘

五分鐘飛行,飛行望遠鏡揭開太陽大氣層的奧秘

五分鐘飛行,飛行望遠鏡揭開太陽大氣層的奧秘

人們喜歡在天氣酷熱時開玩笑說,感覺「就像太陽表面一樣」。其實不該這麼說。應該說感覺像太陽的大氣層,而大氣層的溫度要高得多。太陽日冕的溫度大約在華氏200萬到400萬度之間,而且離太陽表面越遠溫度越高。這個奇特的現象困擾了科學家們幾十年,但現在他們終於找到了答案——這都要歸功於一架小型望遠鏡,它飛出了地球大氣層,停留了短短幾分鐘。

美國太空總署的高解析度日冕成像儀(Hi-C)在去年夏天短暫的飛行中,拍攝了迄今為止分辨率最高的太陽日冕影像。它搭乘一枚探空火箭(一種用於實驗的火箭)進入地球大氣層,然後藉助降落傘返回地球回收。這種方式比發射衛星便宜得多;整個任務僅耗資500萬美元。然而,這項任務也帶來了新的技術進步——正如任務首席研究員、太陽物理學家喬納森·西爾坦所說,Hi-C的9.5英寸鏡面是「迄今為止為太陽天文物理學製造的最精細的玻璃部件」。

Hi-C探測器重464磅,長6英尺,於7月搭乘探空火箭進行了10分鐘的飛行。在超過5分鐘的資料擷取過程中,它拍攝了165張日冕層影像。它發現了被稱為磁重聯的強大作用力的證據,這種作用力會將大量的能量注入日冕並使其升溫。

我們的恆星由磁場驅動——你在太陽動力學天文台(SDO)和其他太陽天文台拍攝的圖像中看到的弧形環就是這些磁場造成的。等離子體沿著磁場流動並照亮它們。 Hi-C 的圖像顯示,這些磁場像繩索一樣緊密交織在一起。當它們放鬆並舒展開來時,會釋放能量,這有助於將溫度推高至驚人的 700 萬華氏度。

Hi-C之所以如此高效,是因為它能夠以超精細的細節觀測到這一現象。哈佛史密森天文物理中心(部分研究人員的所在地)解釋說,Hi-C望遠鏡的分辨率僅為0.2角秒。角秒是衡量天空區域大小的單位,非常小——十分之二角秒大約相當於從10英里外看到的一枚硬幣的大小。這意味著天文學家能夠觀測到太陽表面直徑僅100英里的區域。 (這顆恆星的直徑為86.5萬英里。)

Hi-C 的論文本週發表在《自然》雜誌上,但天文學家仍在分析更多數據。哈佛史密松天文物理中心 (CfA) 的天文學家 Leon Golub 表示,他們最終希望建造一顆衛星,像 Hi-C 一樣觀測太陽。 「我們僅僅花了五分鐘就學到了這麼多東西。想像一下,如果我們用這台望遠鏡全天候觀測太陽,我們能學到多少東西,」他說。

美國太空總署