太空幸運的巧合,記錄到太陽風暴的變化

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 28 日 8:45 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


我們可用近地衛星和太空探測器測量太陽風暴,但對日冕爆發通過地球後,星際空間發生什麼事情我們所知甚少,因為地球之外能運用的研究工具極其有限。兩個太空探測器在相對太陽很遠的距離,竟能檢測到同一日冕爆發,機率實在非常低。

但 1998 年非常偶然的情況下,不只近地衛星偵測到,數天後「尤利西斯號」太陽探測器也在相距很遠、不同地點偵測到同一次日冕爆發,提供難得的機會研究日冕爆發過程的變化。

當時兩架設計研究太陽風的太空探測器,NASA 的「風」太空探測器於 3 月 4 日位於 L1 拉格朗日點,約 1 個天文單位距離,首次測量到日冕爆發。18 天後,同一日冕爆發抵達位在 5.4 天文單位、大致相當於木星平均軌道距離的「尤利西斯號」太陽探測器。

天文學家根據兩次遭遇收集的數據,首次得以研究日冕爆發隨著深入太陽系發生的變化。特別是,嵌入式磁雲的磁流體動力的改變。

▲「風」太空探測器(左)和尤利西斯(右)的數據比較。(Source:Telloni et al., ApJL, 2020)

研究發現兩個太空探測器之間、4.4 天文單位的距離,磁雲的螺旋結構明顯崩解。科學家認為,這可能是由於尾隨在後的第二道磁雲,速度快於第一道磁雲,抵達尤利西斯時追上並壓縮,兩者相互作用的結果。

這可解釋為什麼磁雲的螺旋結構到達 5.4 天文單位時變得更扭曲,而不像預期那樣變小。兩個磁雲間的磁性相互作用可能會使外層退化,因而留下更扭曲的核心。從這項分析可清楚看出,兩個磁雲相互作用非常大,第一道磁雲的磁性結構強烈變形,大規模旋轉遠遠超出第二道磁雲的尾部,代表背景磁場旋轉的形式之一。

隨著 NASA 的帕克太陽探測器、ESA 和 JAXA 的貝皮可倫坡號及 ESA 的太陽軌道器都以不同距離繞太陽公轉,以後再發生類似巧合的機會應該更多,太陽物理學的黃金時代即將來臨了。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA