分析帕克探測器三度飛越金星數據,偵測到高層大氣無線電訊號

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 05 日 14:23 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


帕克探測器被 NASA 設計前去近距離觀察太陽,飛行過程中需借助金星的重力來逐步縮短軌道。科學家最近分析了去年 7 月帕克探測器三度飛越金星時直接探測高層大氣的數據,從中發現自然無線電輻射,並證實金星電離層厚度確實隨著太陽週期產生變化。

帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP)於 2018 年發射升空,任務是飛越金星並藉金星的重力助推效應 7 度調整軌道,以越來越靠近太陽並反覆觀察太陽風及日冕。

2021 年帕克探測器很忙,2 月 20 日它第 4 次飛越金星進行重力助推,並於 4 月 29 日及 8 月 9 日來到太陽近日點,日前 NASA 已確認探測器於 4 月 29 日經過近日點,科學數據持續收集到 5 月 4 日。

10 月 16 日探測器則準備第 5 次飛越金星,並於 11 月 21 日靠近太陽,屆時距離太陽表面約 853 萬公里;預計帕克探測器將於 2025 年來到最接近太陽的一次近日點,與太陽中心距離僅 690 萬公里 (9.86 太陽半徑),且到時候速度將高達 690,000 km/h,是目前速度第一快的太空人造物體,超越航海家 1 號與航海家 2 號。

不過最近,科學家才剛分析完去年 7 月探測器三度飛越金星的數據而已。當探測器距離金星表面僅 833 公里時,FIELDS 儀器僅花了 7 分鐘就記錄到一個低頻無線電訊號,這是近 30 年來又有探測器首次直接測量金星高層大氣,有望揭開金星與地球為何變得如此不同的新線索。

地球和金星誕生時猶如雙胞胎:都是岩石行星,且具有相似的大小和結構,但出生之後兩者便開始大相逕庭:金星缺乏磁場,表面溫度高到足以熔化金屬鉛,太空船最多只能在這裡生存幾小時,儘管科學家想盡力了解金星,現實情況也不太允許。

像地球一樣,金星大氣上方也有一層電離層,按照期望,帶電氣體或電漿海能發出可被儀器檢測到的無線電波,上一次直接測得金星電離層數據已是 1992 年,由先驅者金星軌道飛行器(Pioneer Venus Orbiter)傳回,當時太陽週期正接近極大期,而金星電離層變厚。

隨後幾年,地面望遠鏡的數據表明隨著太陽回到平靜期,金星電離層變薄許多,讓科學家懷疑太陽週期密切影響著金星電離層厚度,但確切原因不清楚,且沒有後續太空探測器直接測量,無法幫地面望遠鏡進行雙重確認。

直到現在,帕克探測器雖然旨在研究太陽,但飛越金星期間 FIELDS 儀器「順便」觀察金星的任務,終於證實了這項觀測,確定金星電離層在太陽安靜時比太陽活躍時還要薄,其中一個原因可能是太陽極小期間,電離層中的粒子以更快的速度洩漏到太空中。

了解金星的電離層為何在太陽活動平靜期會變薄,有助於研究人員確定金星為何曾經與地球如此相似。新論文發表在《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)。

(首圖來源:NASA