本帖最后由 蓬草 于 2023-8-15 13:59 编辑
帕克太阳探索器
别意 蓬草 2023年8月2日 稚子学夸父，襟怀颇不同。 心高尘世外，趣在昊天中。 追梦离弦箭，穿云接地虹。 一朝尝所愿，当是乐无穷。
探险 蓬草 2023年8月2日 心系离弦箭，冲霄独自行。 银钩消淡远，金冕渐分明。 怪也闻魔哨，奇哉窥日睛。 相招风入梦，顿慰小儿情。
巡天 蓬草 2023年8月12日 一从辞故土，展翼越鹏程。 势奔金乌去，神飞意气生。 盘旋须婉转，上下贵轻盈。 探手擒风语，聊挥似火情。
猎奇 蓬草 2023年8月12日 披挂巡天去，谁人识小童？ 投身狂啸里，盗火不言中。 更取无形剑，平收一段虹。 风鸣千万道，看似试天弓。
帕克太阳探索器的壮举 蓬草 2023年8月14日 帕克太阳探索器由约翰·霍普金斯大学应用物理系设计和制造，美国航天总署NASA于2018年8月12日发射升空，今年五岁了，还是个小儿。这个探索器的命名来自于美国芝加哥大学的天体物理学家尤金·纽曼·帕克，他于1958年预测了太阳风的存在。帕克探索器的任务是探索太阳的秘密，特别是日冕、太阳风和磁场的相互关系。太阳表面光球层的温度约6000度，而日冕距离光球层的距离可达几十万公里，其温度却远超光球层，约1-2百万度，甚至更高。这是一个非常奇特的现象，目前仍无明确解释。 帕克探索器要接近太阳，就近观察日冕，检测太阳风抛射出的带电粒子，探索磁场改变。为克服太阳附近的高温，NASA的科学家门为它设计了一个斗篷，约11.4厘米厚的碳质遮光板。这件斗篷要足以耐受超过1370摄氏度的高温，使探测器仪器的温度不超过29摄氏度。当帕克探索器绕日飞行时，它经常因为太阳电磁场的干扰而无法与地球保持联系。因此它要自动调整角度，随时躲在斗篷后面，避免日光产生的热量损毁它的身体和各种仪器。
【艺术家创作的图像：帕克探索器飞临太阳】
为避免高温带来的损害，帕克要避免长时间接近太阳。因此科学家们为它设计了狭长的椭圆轨道，使它只需在近日点附近才观测太阳。与行星和彗星相似，帕克飞行器在接近太阳时会加速（到达近日点时速度最高），远离太阳时会减速（远日点速度最低）。为了接近太阳，它几次掠过金星，获得减速。但接近太阳，又会使它的引力势能转化为动能，从而获得更多的加速度。它是目前速度最快的空间探索器，最终会达到每秒钟200公里。不过在完成使命后，它会利用金星再次减速，最后投身于太阳的烈焰之中，为人类提供太阳最难得的信息。
【动态图片来源：英文维基百科】帕克太阳探索器的运行轨迹，从2018年8月7日到2025年8月25日。中间的黄点是太阳，帕克探索器的轨道是明显的椭圆，水星、金星和地球（由内向外）的轨道是接近圆形的椭圆。
【图片：来自英文维基百科】帕克探测器的飞行速度和距离太阳距离随时间改变。在七年的飞行过程中，帕克探测器将有24次飞过近日点（perehilion），7次掠过金星（比较接近起轨道的远日点）。每次掠过金星，起速度就减小一些，随后起近日点就更加接近太阳，其速度在近日点也更大。
按照天文学家的说法，太阳核心是从其中心到达其半径大约1/4的部分，太阳的热核反应几乎都发生在核心之中。由此向外，到达0.7太阳半径的界面是放射层，核反应产生的热量和光子只能以放射的方式向外传导。由此向外直到光球层是对流层，热的物质向表面移动，冷的物质向内移动。放射层之外是太阳的大气层，包括光球层、色球层和日冕。太阳的半径是按照太阳光球层（photosphere）到太阳中心的距离计算的。光球层厚度约500公里，其可观测界面比较分明，其温度约5800K。在光球层之外，还有色球层（chromosphere）、和日冕（corona）。色球层厚度大约2,000公里，位于光球层的上方和过渡区的下方。日珥（prominence）是从太阳表面向外延伸的大型电浆和磁场结构，通常呈环形，看起来像耳坠，故名。日珥具有高密度和低温度的特征，其本身并不构成一个完整的层。日珥固定在太阳表面的光球中，其组成与色球的组成相似，并向外延伸到日冕。日冕可以向外延伸几百万公里，当其带电粒子摆脱太阳引力之后就形成太阳风。由于日冕本身还没有摆脱太阳的引力，因此仍然属于太阳的一部分。
太阳的结构
【太阳构造图: 来自中文维基百科】1. 太阳核心、2. 辐射层、3. 对流层 4. 光球、5. 色球、6. 日冕、 7. 太阳黑子、8. 米粒组织、9. 日珥。
在日冕之外，带电粒子摆脱了太阳引力，以高速射向外周，形成太阳风。太阳风一直吹到太阳系的边界，宣示着它的领空，使其免遭大量宇宙高能粒子的入侵。太阳系的边界称作日鞘（heliosheath），宇宙射线也在那里阻止太阳风向外吹。太阳鞘之内，是日球层（heliosphere），也就是太阳磁场构成的磁泡。太阳通过不断地吹风，维持这个磁泡处于“充气”状态。在日鞘之外，则是星际空间。科学家们相信，2012年8月25日旅行者1号（Voyager 1）在距离太阳190亿公里（大约是日地距离的126.7倍）处飞出了太阳系。其标志是旅行者1号其检测到的太阳粒子骤减，而遇到的高能宇宙粒子则骤然增加了40多倍。
目前，帕克距离太阳表面的距离大概是400万英里（是太阳直径的4倍多）。2021年4月，帕克探索器第一次飞入了日冕，“抚摸了太阳”。正如人类登上月球是人类探索月球的里程碑，帕克探索器触摸到太阳也是人类探索太阳的里程碑。由于太阳是“我们”的星球，也是人类唯一能近距离接触的恒星，触摸太阳对于认识宇宙演化规律具有极其重要的意义。天体物理学们以自己独特的方式表达出人类的终极关怀：我是谁？我从哪里来？我到哪里去？帕克探索器不时将其探测到的信息传回地球。目前它已经发回了很多非常重要的信息，天文学家们认为这已经大大加深了人类对日冕形成机制的认识。2018年11月6日，帕克太阳探测器首次观测到太阳风磁场的突然逆转，被称为“磁场拐点”。看起来太阳风好似弦上之箭，射箭必先拉弓。拉弓，是引而不发，跃如也。弓响，则是飞箭离弦。
太阳磁场的折返
【太阳风的逆转：图片来自英文维基百科】太阳风的逆转是由太阳磁场的逆转引起的。
按照热力学第二定律，热量不可能由远低于日冕温度的光球层和色球层向外扩散。这种150-450倍的温差必须用其它机制来解释。帕克检测到太阳磁场频繁的改变，这为解释日冕的高温提供了依据。看起来，日冕是被这个电磁炉加热的。帕克探索器发现太阳表面可以伸出上千条富于磁性的舌头，它们可以瞬间将太阳风加速，达到每秒48万公里。
在环绕太阳飞行时，帕克还检测到太阳风吹奏的魔哨。太阳风是由被太阳磁场抛射出的带电粒子形成的压力波动。帕克把这种压力波记录下来，传回地球。科学家们再将其转变成人类所能听到的声音，让公众们都能倾听太阳的呼号。帕克太阳探测器检测到小鸣叫声、吱吱声、沙沙声和飓风般的呼啸声，听起来既神秘又令人感到震撼。
帕克太阳探索器监测到的太阳怪叫声可以从YouTube上的不少视频中听到。下面的视频链接中显示的，是约翰·霍普金斯大学提供的视频。 视频链接： https://www.google.com/search?q=sounds+from+the+sun+parker+solar+probe&client=safari&channel=iphone_bm&sxsrf=AB5stBiAAhQKx9FyBqCvV7Qe4CTknyNCcw%3A1691615755584&source=hp&ei=CwLUZIDsIN-o5NoPgOOQoA8&oq=s&gs_lp=EhFtb2JpbGUtZ3dzLXdpei1ocCIBcyoCCAAyBBAjGCcyBxAjGIoFGCcyBxAjGIoFGCcyFBAuGIoFGLEDGIMBGMcBGNEDGJECMhQQLhiKBRixAxiDARjHARjRAxiRAjIREC4YgAQYsQMYgwEYxwEY0QMyCxAuGIoFGLEDGIMBMggQLhiABBixA0ihN1DfFVjfFXACeACQAQCYAaUBoAGlAaoBAzAuMbgBAcgBAPgBAagCD8ICBxAjGOoCGCfCAg0QLhjHARjRAxjqAhgn&sclient=mobile-gws-wiz-hp#fpstate=ive&vld=cid:9b8763b7,vid:aOA_wAoh5goy
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