Steed的围脖 26-04-13 22:02
微博认证:科学科普博主

天文学家如果想攒够250个小时的日全食观测时长,需要在地球上死死追逐月球的阴影长达7500年。欧洲空间局的Proba-3只用了几个月就做到了。

日冕是太阳的大气层,平时完全被太阳本体的光芒淹没,只有日全食那几分钟才露出真容。但日全食平均18个月才来一次,每次最长几分钟,靠这种方式研究日冕,就像用闪电照亮一间屋子,每一两年闪一下,每次亮不到5分钟。

Proba-3换了个办法:自己在太空里造月亮。

2024年12月,这组由两颗卫星组成的任务升空。一颗飞在前面专门挡住太阳的光,充当人造月亮;另一颗躲在它的影子里,拍摄太阳大气层。编队精度极高,每次人工日食可以持续大约5个小时,把过去靠运气等几分钟的观测,变成了可以一连看5小时、反复看几十次的常规操作。

自2025年7月正式开始科学观测以来,Proba-3已经制造了57次人工日食,累计拍下超过250个小时的日冕高清视频,相当于在地球上成功组织大约5000次日全食观测。几十年来天文学家追着月影满世界跑都凑不出来的数据量,两颗卫星不到一年就攒齐了。

数据量大只是基础,关键是它能看到别人看不到的地方。Proba-3搭载的ASPIICS日冕仪,最近可以观测到距离太阳表面仅7万公里的区域,只有太阳半径的1/10。目前在轨运行的其他日冕仪都做不到这一点,它们的观测内边界离太阳表面至少有太阳半径的0.7倍。中间这一大片区域,以前是个观测盲区。ASPIICS每分钟拍1到2张照片,串起来就是连续视频,第一次把日冕最内层的动态变化拍成了“电影”。

而这部电影里的第一个发现,就让科学家吃了一惊。

太阳不只发光发热,还在不停地向外吹“风”。太阳风是一股持续喷涌而出的带电粒子流,地球上的极光、磁暴、卫星故障,根源都在这里。太阳风分两种:快风和慢风。快风像一股稳定的急流,从日冕上被称为冕洞的开放磁场区域里直直吹出来,行为比较好预测。慢风则完全相反,忽快忽慢,忽强忽弱,像阵风一样捉摸不定,是太空天气预报里最头疼的变量。

科学家之前根据模型估算,慢太阳风在靠近太阳表面的区域,速度大约是每秒100公里。Proba-3拍到的画面说的是另一回事:它追踪到日冕明亮射线中一团团带电的高温气体向外运动,速度达到了每秒250到500公里,是预期值的3到4倍。

名字叫“慢风”,实际飞得一点都不慢。

这些气体团块的行为也远比想象中复杂。有的在加速,有的在减速,有的甚至在往回掉,运动方向五花八门。ASPIICS首席研究员、比利时皇家天文台的Andrei Zhukov说,慢太阳风天生就不均匀,日冕磁场里塞满了各种小尺度结构,正是这些结构在把气体往各个方向推来搡去。

太空天气恰恰诞生在日冕的这片区域。太阳耀斑、日冕物质抛射这些能干扰地球通信和电网的事件,都与这片区域密切相关。过去这个区域几乎是盲区,科学家只能靠模型猜测里面发生了什么。现在有了连续的实拍画面,模型可以拿更丰富的真实数据来校准了。

Proba-3目前收集的数据,大部分还没来得及分析。这57次人工日食的250多个小时视频里,慢太阳风的意外速度只是翻开的第一页。日冕为什么比太阳表面热几百倍、日冕物质抛射的触发机制到底是什么,答案可能就藏在这些画面里,等着人去看。

~~~~~~

图源:ESA/Proba-3/ASPIICS & ESA/Proba-2/SWAP (ROB), A. Debrabandere (ROB)

信源:“First Proba-3 Science: Surprisingly Speedy Solar Wind.” European Space Agency, 13 Apr. 2026

发布于 韩国