美國航空暨太空總署(NASA)14日在美國地球物理聯盟秋季會議(AGU Fall Meeting)公布最新研究,NASA無人探測器「帕克太陽探測器」(下稱「帕克號」)在今年4月首度「接觸」環繞太陽周圍的日冕,NASA稱之為「歷史性時刻」,這也是史上第一次有太空探測器進入日冕。未來帕克號將更深入探索日冕並收集數據,帶領科學家進一步了解太陽風暴的謎團。
帕克號(Parker Solar Probe)於2018年升空,今年4月28日,帕克號穿越了阿爾文波(Alfvén waves)的鋸齒狀邊界,首度接觸到日冕。NASA研究團隊表示,他們花了數個月才收到數據,接著又花了數個月分析數據才證實此事。
帕克號以超過50萬公里/小時的速度超高速移動,其策略是快速進入與快速離開日冕。NASA表示,帕克號在太陽光球層(photosphere,太陽大氣最低的一層)上方約 1300萬公里處接觸到太陽的邊界。NASA主要研究員、美國加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)物理學教授貝爾(Stuart Bale)表示,帕克號的數據表明,它在5小時內3度通過邊界上方與下方。
NASA TOUCHES THE SUN
— Ed Bloodsworth (@WKRGEd) December 14, 2021
New video released shows NASA's Parker Solar Probe flying through the Sun's corona, its outermost layer. Temperatures are estimated to reach up to two million degrees Fahrenheit. @NASA
Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory pic.twitter.com/Z2C984VuF4
帕克號將更深入探索日冕,收集更多數據。2025年,帕克號預計將到達距離太陽光球層700萬公里處。日冕是太陽大氣的最外層,是環繞太陽周圍的電漿光環,氫與氦等原子受高溫影響,被電離成帶正電的質子、氦原子核及帶負電的自由電子等,這些帶電粒子運動速度極快,可以掙脫太陽引力的束縛,射向太陽外圍而形成太陽風。
當太陽發生激烈的日冕物質拋射(coronal mass ejection),就可能對地球造成影響、引發地磁風暴(geomagnetic storm)。強烈的磁暴能干擾地球的通訊與電力運作,造成衛星故障,通訊中斷,影響飛機運行,也能讓高壓電線產生瞬間超高壓而造成斷電,同時也會讓高緯度不少地方出現絢麗的極光。
磁暴的影響可持續幾小時甚至數日,但目前人們僅能依賴衛星收集的太陽數據來預測磁暴的發生,且由於磁暴時速高達數百萬公里,從太陽風暴發生到對地球產生衝擊,人類只有短短約12小時的事先預警時間。帕克號的重大任務就是觀測日冕活動,帶領人類更深入了解太陽風暴,並協助人類更準確預測其發生時間。
Our #ParkerSolarProbe has touched the Sun!
— NASA (@NASA) December 14, 2021
For the first time in history, a spacecraft has flown through the Sun's atmosphere, the corona. Here's what it means: https://t.co/JOPdn7GTcv
#AGU21 pic.twitter.com/qOdEdIRyaS
NASA帕克號計畫科學家、美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)天體物理學家勞烏亞菲(Nour Raouafi 說此事「非常讓人興奮」。
NASA太陽物理學部門(Heliophysics Division)主任福克斯(Nicola Fox)表示:「正如登陸月球讓科學家了解月球的形成,接觸太陽是人類邁出的一大步,協助我們發現離我們最近的恆星及其對太陽系影響的關鍵訊息。」
NASA於1958年成立時,便把近距離探日作為其中一項目標任務,帕克號計畫醞釀了60年,科技發展才進步到足以支持人類探索太陽的夢想。