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太阳南极的首批图像:太阳系中的全新视角

了解欧洲空间局的航天器如何通过其新颖的倾斜轨道,捕捉到太阳的全新视角。

作者:Sam Walters
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欧洲空间局主导的太阳轨道器航天器于2025年3月首次清晰观测到太阳的南极。图片来源:欧空局和美国国家航空航天局/太阳轨道器/SPICE团队,M. Janvier (ESA) 和 J. Plowman (SwRI)

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欧洲空间局(ESA)的太阳轨道器与太阳系其他部分并不对齐。而这正是一件好事。通过在太阳系轨道平面之外绕太阳运行,该航天器首次拍摄到太阳南极的清晰图像。据欧空局称,这些观测(以及未来的其他观测)将为太阳及其活动提供重要见解,并对整个太阳系产生影响。

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欧空局科学主任卡罗尔·蒙德尔(Carole Mundell)在新闻稿中表示:“今天我们首次揭示了人类观测到的太阳极点。太阳是我们最近的恒星,生命的赋予者,也是现代空间和地面电力系统的潜在干扰源,因此我们必须了解它的工作原理并学会预测其行为。我们太阳轨道器任务的这些全新、独特的观测是太阳科学新时代的开端。”


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太阳南极的视角

截至目前,我们对太阳的观测都发生在太阳赤道附近。这是因为太阳系中所有行星和运行中的航天器都在同一轨道平面上绕太阳运行,因此以相似的角度捕捉到我们最近的恒星。但得益于2月份金星飞掠,太阳轨道器现已开始在“黄道平面”之外绕太阳运行,使航天器能够从新的高纬度视角观察太阳。

在3月16日和17日,太阳轨道器以距离太阳赤道15度的倾斜角拍摄图像。3月23日,它以更陡峭的17度角拍摄图像。这使得航天器能够首次清晰地捕捉到太阳的南极。

据新闻稿称,马克斯·普朗克太阳系研究所所长、太阳轨道器极化和日震成像仪 (PHI) 团队负责人萨米·索兰基 (Sami Solanki) 表示:“我们对这些首次观测到底能看到什么并没有确切的预期。太阳的两极简直就是未知的领域。”


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混乱的磁场和太阳速度图

根据欧空局的说法,三月份用包括太阳轨道器PHI在内的三种科学仪器研究了太阳南极。这个工具不仅可以拍摄可见的太阳表面图像;它还可以绘制该表面上不可见的磁场。

利用PHI,天文学家希望更多地了解太阳的磁场和太阳周期,这是一个11年的周期,其中太阳的磁场会旋转或反转。

事实上,太阳轨道器的高纬度观测已经表明,太阳南极的磁场目前同时显示出南极和北极的极性——这种混乱的组合发生在太阳磁场翻转时,也就是太阳活动极大期。因此,随着太阳接近下一个太阳活动极小期(将在5到6年内发生),单一极性将逐渐形成,并取代两种极性的混合。

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索兰基在新闻稿中说:“这种形成过程到底是如何发生的,目前仍未完全了解。因此,太阳轨道器在高纬度地区观测的时机恰到好处,可以从其独特而有利的角度追踪整个过程。”

其他初步观测包括首次绘制了太阳内部太阳物质的运动速度图,这项资源可以揭示更多关于太阳射向太空的强大粒子流的信息。这些“太阳风”在太阳系中传播,可以导致地球上的极光,甚至可能引发干扰我们卫星和电网的太阳风暴。

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据欧空局称,这些观测仅仅触及了我们从太阳轨道器倾斜视角中可以获得的一小部分。

根据新闻稿,太阳轨道器项目科学家丹尼尔·米勒(Daniel Müller)表示:“在未来几年,航天器将进一步脱离黄道平面,以获得更佳的太阳极区视图。这些数据将改变我们对太阳磁场、太阳风和太阳活动的理解。”


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文章来源

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  • Sam Walters

    Sam Walters 是《发现》杂志的副编辑,负责撰写和编辑关于考古学、古生物学、生态学和进化论等主题的文章,并管理几个印刷杂志版块。

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