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卫星将通过制造人造日食来研究太阳:NPR

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在此图中,Proba-3 的两艘航天器以精确编队飞行,相距约 500 英尺,在太空中形成外部日冕仪。一艘航天器遮住太阳,让第二艘航天器研究不可见的日冕。

欧空局-P。卡里尔@ESA/欧洲航天局


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欧空局-P。卡里尔@ESA/欧洲航天局

两艘航天器已经发射升空,其任务是通过制造人造日食来帮助科学家更好地了解太阳。

Proba-3 包括两颗卫星,本月早些时候由欧洲航天局从印度发射。该任务将尝试一项科学壮举,成为第一个使用两艘航天器装置来观察日冕(太阳的外层大气)的任务。

ESA 表示,Proba-3 产生的日食不会投射出地球上可见的阴影但如果成功,欧空局和天文学家希望这次任务能够回答几个问题,包括为什么日冕比太阳本身更热。据 NASA 称,日冕温度可达 200 万华氏度,而地表温度则为 10,000 度。

佐治亚州立大学物理和天文学助理教授塔尔温德·辛格 (Talwinder Singh) 告诉 NPR,“这次任务能够在如此靠近太阳的地方长时间观察日冕,这是一个非凡的机会。” “如果成功,它将为类似的任务铺平道路,对太阳日冕提供连续、高分辨率的观测。”

检查太阳的更好方法

这并不是科学家第一次利用人造日食来研究太阳,但一些天文学家表示,这次任务可以实现早期任务无法做到的事情。

研究太阳日冕极其困难,因为它被恒星表面的光所隐藏, 根据美国宇航局。研究日冕的最佳方法之一是在日全食期间,当月球经过地球和太阳之间并挡住太阳时。日全食期间,日冕是可见的。但日全食很少见,下一次日全食将于 2026 年 8 月发生。

多个任务研究了太阳并创造了人造日食,其中包括欧洲航天局和美国宇航局的日地关系观测站(STEREO)任务,该任务使用日冕仪来阻挡太阳。 但哈佛大学和史密森天体物理中心的高级天体物理学家凯西·里夫斯表示,由于太阳表面非常明亮,这些任务中的仪器只能遮挡日冕下部的大部分,以减少散射光的量。

“Proba-3 仪器的有趣之处在于,掩星器实际上位于不同的航天器上,因此它可能距离相当远,利用这种技术,该仪器可以更精确地遮挡太阳圆盘,”里夫斯说。

Proba-3 任务将在距离地球表面 372 英里到 37,000 英里的椭圆轨道上飞行,它也是具有开创性的,因为它使用了两个独立的航天器——一个携带隐匿盘,另一个携带成像相机,而之前的任务是佐治亚州立大学物理与天文学助理教授塔尔温德·辛格表示,只使用了一艘航天器。

2017 年 8 月 21 日,在肯塔基州华鲁林,月亮遮住了太阳,形成了日全食。日冕(太阳的外层大气)清晰可见。

2017 年 8 月 21 日,在肯塔基州华鲁林,月亮遮住了太阳,形成了日全食。日冕(太阳的外层大气)清晰可见。

蒂莫西·D·伊斯利/美联社


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“过去曾使用过类似的仪器,称为日冕仪。然而,传统日冕仪将掩星盘与成像相机放置在同一航天器上。这种设计有局限性,例如光衍射,这限制了我们与太阳的距离观察,”辛格说。

在 Proba-3 任务期间,一颗名为“神秘者”的卫星将与太阳对齐,并将阴影投射到另一颗航天器“日冕仪”上。据欧空局称,日冕将是可见的,就像在真正的日食期间一样,日冕仪将拍摄日冕内部的照片。

这些仪器相距约 500 英尺,比美式橄榄球场的长度还要长,这将使科学家能够更近距离地观察日冕。与在地球上目睹的实际日食相比,它还将使科学家有更多的时间来研究太阳,每 20 小时的轨道至少有 6 个小时。

“自然日食每年只发生一两次,有时发生在不方便的地方,比如在海洋上空,而且持续时间只有几分钟,”里夫斯说。 “这项任务非常巧妙,因为它将科学家研究太阳中日冕的时间从几分钟延长到几小时。”

辛格和里夫斯说,这次任务不会直接影响地球,假日食也不会落在地球上。

据欧空局称,该任务的首批结果将于 2025 年初航天器分离并同步飞行后约四个月公布。



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