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夸父一号:太阳,我来了

2024-05-09颜士州

知识窗 2024年4期
关键词:耀斑日冕太阳黑子

颜士州

2024年1月1日,“夸父一號”成功记录了第25太阳活动周最大的耀斑。“夸父一号”为何要记录太阳耀斑,太阳耀斑爆发对地球会造成哪些影响呢?

太阳是万物赖以生存的根源,然而太阳除了发光、发热之外,还会产生各种各样的剧烈活动,比如太阳耀斑和太阳黑子等。太阳耀斑就是太阳表面局部地区突然大规模的能量释放过程。在几分钟或几十分钟时间里,太阳所释放的能量相当于数百亿颗原子弹产生的能量。当太阳耀斑爆发时,太阳高能量粒子往往能到达地球轨道附近。这样会严重危害宇宙飞行器里的设备和宇航员的生命安全,也会对地球上的无线电产生严重干扰,甚至连地球上的人类和生态也会受到影响。

有时候,太阳的光球表面会出现一种炽热气体的巨大漩涡,这是太阳黑子。根据统计,地球上天气或气候反常均与太阳黑子有密切关系。所以探测太阳活动非常重要,“夸父一号”就是为了完成这个使命。

2022年10月9日,在酒泉卫星发射中心,长征2号运载火箭成功将“夸父一号”发射到太空。“夸父一号”是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星,也是中国科学院空间科学先导专项继“悟空号”“墨子号”“慧眼”“实践十号”“太极一号”“怀柔一号”之后,研制发射的又一颗空间科学卫星。“夸父一号”以太阳活动第25周峰作为契机,实现了中国综合性太阳卫星探测零的突破。

也许你会好奇,为什么选择太阳活动第25周峰这个时间点探测太阳?原因是太阳的活动是周期性的,每11年为一个周期,正好下个周期就是2024年到2025年,正是太阳最活跃的时候。“夸父一号”抓住时机进行观测,便于研究太阳“一磁两爆”的规律。“一磁”指的是太阳磁场,“两爆”指的是太阳表面物质的日冕和耀斑,它们直接影响地球的天气情况。

“夸父一号”的重量约859千克,运行在晨昏太阳同步轨道上,每天传送数万张图片,全方位观测,随时进行成像研究。在卫星平台上,科学家妥善安置了三大载荷:全日面矢量磁像仪(FMG)、莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)和硬X射线成像仪(HXI),它们分别观测太阳磁场、日冕物质抛射和太阳耀斑。其中,全日面矢量磁像仪是我国自主研制的第一台探测太阳磁场的设备,它时刻观测着太阳磁场。

我们只能在白天看到太阳,夜晚是看不到的。而“夸父一号”运行在晨昏太阳同步轨道上,它全年都在工作,密切注视着太阳的一举一动。在通常情况下,“夸父一号”成像仪几秒钟成像一次,但在太阳爆发期,它会迅速反应,常常1秒钟成像1次。这样,它传送的数据也是惊人的,一天下来,通过遥感传送的“高清大图”足足有几万幅。当地球上工作人员接收到这些数据后,会发送到紫金山天文台,由科研人员分析数据并提供图像和资料。

2024年1月1日,太阳爆发了一个X5.0级耀斑,并伴随日冕物质抛射。这次耀斑爆发在我国区域正是深夜,被“夸父一号”的三个载荷成功记录,再次刷新第25太阳活动周最大耀斑的纪录。

随着太阳活动第25周进入高峰期,“夸父一号”将会记录更多的太阳活动。

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