【科技創新世界潮(293)】

　　◎本報記者 劉 霞

　　科學家研製出的太陽探測器，正作為(wei) 人類的“眼睛”，以前所未有的近距離凝視太陽。這些追日“誇父”的觀測，正在改寫(xie) 科學家對太陽的理解。

　　英國《自然》網站援引美國西南研究所太陽物理學家丹·錫頓的話指出，人類正身處這個(ge) 領域研究範式發生轉變的時刻。

　　各自精彩

　　太陽風暴會(hui) 在兩(liang) 極形成絢爛的極光，但其有多美麗(li) 就有多危險，它可讓高能粒子波席卷地球，破壞通信並摧毀電網。2022年2月，太空探索技術公司新發射的49顆通信衛星中，就有38顆墜落地球。因為(wei) 一場太陽風暴導致地球大氣層密度增加，對衛星產(chan) 生了額外的阻力，將其拉出軌道。

　　為(wei) 了解太陽活動並預測其對地球的影響，多年來，科學家建造了各種太陽探測器：有些位於(yu) 地球軌道；另一些則駐紮在地球和太陽之間或遠離地球軌道，以更好地了解太陽風暴何時到來。但直到帕克太陽探測器(2018年發射)和太陽軌道飛行器(2020年發射)開始“追日”，人類才能近距離凝視並觀察太陽。

　　今年9月27日，美國國家航空航天局(NASA)研製的、身價(jia) 15億(yi) 美元的帕克太陽探測器在繞日飛行過程中，以635266公裏/小時的速度穿越太陽係，打破了其3年前創下的586863.4公裏/小時的紀錄，成為(wei) 迄今人類製造的最快物體(ti) 。它還同時創下離太陽最近新紀錄：其距太陽表麵僅(jin) 726萬(wan) 公裏。位於(yu) 其附近的、由歐洲空間局和NASA攜手研製的太陽軌道飛行器見證了這一壯舉(ju) 。

　　哈佛—史密森天體(ti) 物理中心(CfA)的太陽物理學家凱瑟琳·裏弗斯指出，帕克太陽探測器處於(yu) 一個(ge) 環形軌道上，隨著時間的推移，它離太陽越來越近，使它能夠掠過太陽的大氣層，在比以往任何航天器都更近的距離內(nei) 測量太陽的粒子和磁場。太陽軌道飛行器則在較遠的軌道上飛行，但它擁有高分辨率相機，可顯示明亮的太陽耀斑、微小的等離子體(ti) 噴流和太陽的其他細節。

　　並肩作戰

　　這兩(liang) 個(ge) 探測器大多數時候“各自為(wei) 政”，但偶爾也會(hui) 並肩作戰。太陽軌道飛行器項目科學家丹尼爾·穆勒指出，2022年6月，這兩(liang) 台探測器處於(yu) 特別有趣的對齊狀態，開展了聯合觀測，首次測量了溫度從(cong) 太陽表麵上升到其大氣層的速度。

　　此外，2021年4月，太陽軌道飛行器在與(yu) 帕克太陽探測器“會(hui) 師”的途中，捕捉到了來自太陽背麵物質的噴發。幾個(ge) 小時後，一股帶電粒子的浪潮吞沒了帕克太陽探測器。這兩(liang) 台探測器近距離測量，使科學家能以前所未有的細節追蹤物質噴發，闡明這些噴發是如何開始和演變的。CfA天體(ti) 物理學家塔蒂亞(ya) 娜·涅姆布若指出，太陽軌道飛行器能識別出太陽噴發的特定區域；帕克太陽探測器在噴發衝(chong) 過航天器之前拍攝了日冕物質拋射的照片，這是首次進行此類測量。

　　對太陽物理學家來說，更令他們(men) 興(xing) 奮的是2022年9月的太陽爆發，這是有記錄以來速度最快、能量最強的太陽爆發之一。2022年9月5日，一條蜿蜒曲折的“太陽蛇”以170公裏/秒的速度滑過太陽表麵，這一壯觀的景象正好被太陽軌道飛行器捕獲，當時它正在近距離探測太陽。科學家解釋稱，這條“蛇”其實是一“管”涼爽的等離子體(ti) 懸浮在太陽較熱的大氣磁場中，是隨後爆發太陽磁暴的先兆。

　　逡巡數小時後，這條“蛇”的發源地爆發了太陽磁暴，將數十噸等離子體(ti) 噴射到太空中。這些日冕物質拋射幾乎直接擊中了帕克太陽探測器，但這款航天器經受住了考驗，並在幾天後向地球傳(chuan) 回“一切順利”的信號。

　　科學家一直在分析這次噴發的觀測結果。約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室太陽物理學家、帕克太陽探測器首席研究員努爾·拉烏(wu) 阿菲表示，這一事件的細節、複雜性和暴力程度，以前從(cong) 未見過，令人印象深刻。

　　前赴後繼

　　除上述兩(liang) 款“網紅”太陽探測器外，還有一些太陽探測器也不甘示弱，正在或擬對太陽開展研究。例如，印度的“Aditya-L1”太陽探測器於(yu) 今年9月發射，在之後4個(ge) 月內(nei) 將行駛約150萬(wan) 公裏，最終進入圍繞第一拉格朗日點的軌道，這個(ge) 位置允許連續觀測太陽，為(wei) 觀測太陽活動提供了獨特的優(you) 勢。

　　丹尼爾·井上太陽望遠鏡坐落於(yu) 美國夏威夷毛伊島，高4米，於(yu) 2020年投入運營。美國國家太陽天文台高級科學家亞(ya) 曆山大·特裏奇勒指出，隻要有可能，井上太陽望遠鏡就會(hui) 在帕克太陽探測器靠近太陽的同時進行觀測。此外，井上太陽望遠鏡去年也與(yu) 太陽軌道飛行器攜手，研究了太陽的同一片區域。相關(guan) 數據仍在分析中。

　　特裏奇勒表示，太陽軌道飛行器將繼續運行至少7年，其軌道離太陽會(hui) 越來越近，因此它將更多地俯視太陽的兩(liang) 極而非赤道。帕克太陽探測器距離太陽大氣層最近的一次飛越將在2024年12月到來，未來幾年科學家將獲得大量新發現。(科技日報)