兩太空探測器分別檢測到日冕爆發 驚人巧合記錄太陽風暴變化

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我們可以用近地衛星和太空探測器對太陽風暴進行很好的測量,但是,對於日冕爆發通過地球之後,在星際空間中發生什麼事情我們所知甚少,因為在地球之外我們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,其機率實在非常低。

但是在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、不同的地點偵測到同一個日冕爆發,這提供了難得的機會去研究日冕爆發過程中的變化。

當時兩架設計用於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,大約為1個天文單位的距離,首次測量到日冕爆發。18天後,同一個日冕爆發抵達位在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所收集的數據,首次得以研究日冕爆發隨着其深入太陽系而發生的變化。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。(Telloni et al., ApJL, 2020)

他們發現,研究在兩個太空探測器之間,4.4天文單位的距離中,磁雲的螺旋結構明顯地崩解。科學家認為,這可能是由於尾隨在後的第二道磁雲,速度快於在第一道磁雲,在抵達尤利西斯時,追上並壓縮了它,兩者相互作用的結果。

這可以解釋為什麼磁雲的螺旋結構在到達5.4天文單位時變得更加扭曲,而不是像預期地那樣變小,兩個磁雲之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。從這項分析中可以清楚地看出,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,它的大規模旋轉遠遠超出了第二道磁雲的尾部,這代表了背景磁場旋轉的一種形式。

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

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【本文獲「臺北天文館」授權轉載。】



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