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迷信家:我有特别的“看”日食技能
来源:未知 作者:admin 发布时间:2017-10-05 02:26 浏览量:
科学家:我有特别的“看”日食技能

作者:李会超( 中国科学院国度空间迷信核心)

监制:中国科学院计算机网络信息中央

日全食(图片来自网络)

日全食,兴许是最为民众熟知的天文景象。当月球处于地球和太阳之间时,在地球上的一局部区域中,太阳刺眼的毫光会被临时遮挡,白昼和黑夜将在多少分钟的时光里瓜代出现。

美国外地时间8月21日,一场日全食光临美国。从美国西海岸的俄勒冈州到东海岸的南卡罗莱纳州,日全食沿着一条宽度约为110公里的日食带,横跨美国的14个州。

在不明白日食成因的年月,“天狗吃太阳”的传说会让人们在日全食呈现时惶恐不安。而今,日全食曾经酿成了一场全平易近地理盛宴。

美国国民早早地就洽购设备、打算游览,盼望可能亲眼目击这一世纪奇观。美邦交通部甚至要提早策划日食时期的交通劝导办法,防止扎堆观看日食的车辆造玉成国规模的大堵车。

图:日食带过境美国的示用意,红线之内的区域都能一睹日全食的异景

日冕--太阳风暴的“策源地”

我们平凡在天空中看到的太阳耀眼的光芒,大部门都来自于太阳的光球层。这里也是我们界说的太阳名义。在光球层之上,还存在着一个名叫“日冕”的区域。这里,是太阳风暴的“策源地”。

当太阳风暴爆发时,大批的磁场能量像核弹爆炸一样,在短时间内集中开释,转化成太阳风暴向太空中奔袭的动能。漂亮残暴的极光,就是太阳风暴吹袭地球时带来的“礼品”。

但与此同时,太阳风暴更会对与人类生涯非亲非故的范畴产生重大的影响。

例如,太阳风暴中的高能粒子可以让卫星上的盘算机逝世机甚至彻底瘫痪。

太阳风暴(图片来自收集)

太阳风暴惹起的地球高层大气加热会加剧天宫二号、天舟一号等近地飞翔器轨道上的大气阻力,飞行器将不得不消耗更多燃料保持轨道。

太阳风暴惹起的地球磁场变更,会在空中上的高压电网中产生强盛的异样电流,形成大面积停电。

太阳风暴惹起的电离层扰动将会对我们导航定位的GPS旌旗灯号发生烦扰,也会让船舶、飞机依附的长距离无线电通讯遭到影响。

图:夏威夷年夜学的研究者于2015年在北极拍摄的日食的图片,向四处延长的构造即为日冕,日冕底部还能看到因为月球地形而构成的贝利珠

从日食中开端的日冕研究

要想弄清晰太阳的“性格”,注册即送18元彩金,预知太阳风暴的暴发,加重太阳风暴对咱们的影响,就要对日冕停止过细的察看跟研讨。但是,素日里,日冕被太阳光球刺眼的光辉所遮挡,难以停止无效的不雅测。

日全食产生时,因为月球对光球的遮挡,平日里黯淡的日冕便会涌现在太阳四周,使人们可以一睹它的真容。

在日冕仪出现之前,日全食是科学家们停止日冕研究观测的重要机会。

1860年,天文学家坦普尔离开西班牙观测一次日全食。

与其余日全食时期的观测记载相比,坦普尔的记载显得非常特殊,因为日冕邻近出现了一个少见的圆环状结构。

当明天研究者们对太阳风暴爆发时的状态有了深刻的意识后,坦普尔的此次观测被广泛以为是,人类汗青上初次亲眼捕获到了太阳风暴的踪影。

图:2003年SOHO飞船上的日冕仪拍摄到的日冕物质抛射图像

图:1860年的日食观测,右下角的环状结构被认为是最早的日冕物资抛射观测

而在1879年的一次日食观测中,美国天文学家查尔斯?杨怀着却被太阳坑了一把。

他在日冕中找到了一种“新”的元素,其光谱发射线是之前从未见到过的。这种元素被定名为“coronium”,本日冕的英文单词“corona”和表现金属元素的词根“ium”的组合。

在之后60年的时间里,不少科学家对“coronium”的性质做了研究和揣测,但终极哀伤地发现,这是太阳跟人类开的一个打趣。

实在,它并非一种实在存在的元素,那种从未见过的光谱发射线,实践上是高度电离的13价铁离子收回的。

在地球上,我们罕见的铁离子个别为2价或3价,即铁原子得到了2-3个电子。而日冕上的铁离子居然被不求甚解地弄走了13个电子!这象征着那里的温度高达数百万度。

这是一个与我们的常知趣悖的发明。

假如你在野外撑起烤箱,筹备停止一次高兴的烧烤时,你确定会把要烧烤的食材尽可能得凑近烤箱上的柴炭,由于距离热源越近温度越高,食品就能取得更好的加热后果。

太阳最靠里的区域中,核聚变反映像烤箱里烧红的木炭一样,产出了太阳发射的几乎全体能量,注册即送18元彩金,温度高达数万万度。从那边到太阳表面的光球,温度逐步下降到数千度。

但是在光球以上,奇异的事件发生了:

跟着距离的增长,温度非但没有降低,反而从光球的几千度急剧的增高到了日冕的数百万度。

图:日冕加热(图片来自网络)

这种现象不会无缘无故的发生,日冕必定是从什么处所获取了温度增添的能量。

空间物理学界提出了“稳定理论”和“磁重联实践”来解释日冕加热的进程。但是,这两种理论都不齐备,都只能说明一部分观测现象。

不成替换的观测良机

当初,我们曾经能够经过日冕仪来制作人工日食,停止惯例性的日冕观测,而不必苦苦等候下一越日全食的到来。在我们监测太阳的SOHO飞船、STEREO飞船上,注册即送18元彩金,都装备了这种仪器。

图:SOHO飞船宣布在网站上的及时日冕观测

但日冕仪有着固有的缺点:

为了不至于让太阳的强光销毁敏感的探测器,日冕仪的遮挡的范围要比太阳光球大一些。

图:SOHO飞船应用的LASCO日冕仪

如果我们将太阳中央到光球表面的距离定义为1个太阳半径的话,SOHO飞船最低能够观测到1.1个太阳半径,STEREO飞船最低能够观测到1.3个太阳半径。

这让从太阳表面到1.1个太阳半径的区域成为了“日冕仪盲区”。

而这个盲区,恰好又是日冕加热过程发生的要害区域。只要失掉了对于这个区域的观测数据,才有愿望解开日冕加热机制的谜团。

图:SOHO飞船拍摄的日冕图像,图中有一片纯蓝色的区域,就是没无数据的日冕仪观测盲区

日全食发生时,存在一个风趣的偶合:

太阳的半径大概是月球的400倍,而太阳到月球的间隔也刚好约是月球到地球距离的400倍。因而,月球遮挡的范畴简直准确的即是1个太阳半径,而不往外扩大。

这使得科学家们获得了“日冕仪盲区”可贵的观测机遇。

比拟于卫星观测,日食时期的空中观测还存在观测辨别率更高的上风,将会对我们树立更精确的日冕大气模子供给根据,从而能更好的猜测太阳风暴的产生。

超等日全食--全民参加,科学相伴

早在此次美国的日食到来之前,美国的研究者们就曾经做好了充分的预备。除了常规性的空中观测外,他们还动用了一架湾流V型喷气式飞机,飞到万米地面,来观测到被大气层阻隔的红外信号。

科学家们还发动遍及全美的专业天文喜好者,经过“美洲大陆国民千里镜日食”(CATE)名目提交它们拍摄到的日食照片,让科学家们能够综合控制日冕在日食随时间变化的情形。

用来观测日是的湾流V型喷气式飞机,也许是最酷的观测平台了!

既有全民介入的热忱,又有前沿科学的产出,日全食观测也许是完善的科学研究运动形态的一个范本。