美國發(fā)射探空火箭，目標(biāo)直指日冕疑云，“軟X射線”或成解謎關(guān)鍵

馬歇爾掠入射X射線光譜儀(MaGIXS)正在地面上進(jìn)行飛行前的測試。

盡管一些火箭運(yùn)載任務(wù)會持續(xù)幾年甚至幾十年，但另一些任務(wù)會在一段連軌道都不到達(dá)的短途旅行中完成它們科學(xué)探究的使命，比如美國國家航天局(NASA)所領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行的探空火箭項目。

作為該項目的最新進(jìn)展，一段為太陽研究所用的有效載荷于7月30日在新墨西哥州的白沙發(fā)射場發(fā)射升空。這個被稱為MaGIXS的任務(wù)窺視著日冕——那團(tuán)當(dāng)日全食遮罩住太陽正面時便可見的飄渺的白色暈圈。

日冕充滿著科學(xué)未解之謎，特別是當(dāng)太陽外部已達(dá)到能將金屬沸騰的10000華氏度(約5500攝氏度)時，位于其上部日冕的溫度仍比它高數(shù)百倍，無論是在攝氏度還是華氏度的計量下都遠(yuǎn)超過100萬度，然而科學(xué)家們?nèi)圆磺宄@是如何發(fā)生的。

艾米·溫巴格，一位來自美國國家航天局阿拉巴馬州馬歇爾宇宙航空中心的物理學(xué)家，在一份聲明中說到：“我們對于日冕加熱機(jī)制的了解非常有限，其一部分是因為我們目前還無法在日冕區(qū)太陽等離子體的溫度分布上作精確的觀測與測量。”

科學(xué)家們認(rèn)為這種加熱日冕的機(jī)制與光和等離子體的急劇爆發(fā)有關(guān)，而這種現(xiàn)象被稱之為太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射。 (這些爆發(fā)能夠襲擊地球或是宇宙飛行器，并對電子設(shè)備造成破壞，因此MaGIXS和其它關(guān)于這些過程的研究或許能夠使未來的宇宙飛行更加安全。)

然而，這些現(xiàn)象的細(xì)節(jié)仍迷霧重重。

MaGIXS探空火箭任務(wù)正等待著它在2021年7月30日的發(fā)射。

馬歇爾和馬薩諸塞州的史密森天文臺(Smithsonian Observatory)所開發(fā)的MaGIXS由一架天文望遠(yuǎn)鏡，一部高功率攝像機(jī)和一臺X光質(zhì)譜儀組成，而X光質(zhì)譜儀觀察的是科學(xué)家所謂的“軟X射線”，就像醫(yī)生在醫(yī)療掃描中使用的那些射線一樣。

即使這些“軟X射線”攜帶的能量較少，但觀測它們?nèi)阅軌蚪忉屘杻?nèi)部的變化。具體而言，MaGIXS背后的科學(xué)家們期望該任務(wù)將這些射線與其溫度映射到特定太陽區(qū)域的能力能夠為日冕中零星的或持續(xù)性的加熱提供證據(jù)。

而且，將這些儀器送入亞軌道意味著該項目能夠僅憑幾個月而非數(shù)年的計劃便可執(zhí)行發(fā)射，使得NASA每年能夠進(jìn)行約20次的探空任務(wù)。特別的一點是，探空火箭的飛行能夠為以后別更復(fù)雜的任務(wù)培養(yǎng)年輕的科學(xué)家和技術(shù)人員。

日冕是恒星的最外層大氣，它由等離子體構(gòu)成。

太陽的日冕位于色球?qū)又?，并向外太空延伸了?shù)百萬公里。在日全食的時候最容易看到日冕，但用日冕儀也能夠觀察到它。光譜測量表明，日冕中存在著強(qiáng)電離，其等離子體溫度超過一百萬開爾文，比太陽表面(即光球?qū)?熱得多。

“日冕(corona)”一詞在拉丁文中是“冠”的意思，源自古希臘語“κορ?νη, kor?nē”，即“花環(huán)，花圈”。

1724年，法意天文學(xué)家Giacomo F. Maraldi認(rèn)識到日食期間可見的光環(huán)屬于太陽，而非月球。1809年，西班牙天文學(xué)家José Joaquín de Ferrer創(chuàng)造了 "日冕 "一詞。根據(jù)他自己對1806年紐約金德霍克日食的觀察，de Ferrer還提出，日冕是太陽的一部分而非月球的一部分。英國天文學(xué)家Norman Lockyer在太陽的色球?qū)又邪l(fā)現(xiàn)了地球上第一個未知的元素——氦。

法國天文學(xué)家Jules Jenssen在比較了1871年和1878年日食的讀數(shù)后指出，日冕的大小和形狀隨著太陽黑子周期而變化。1930年，Bernard Lyot發(fā)明了日冕儀，可以在沒有日全食的情況下觀察日冕。1952年，美國天文學(xué)家尤金-帕克提出，日冕可能是由無數(shù)個微小的 "納米火焰"加熱的，而這些微小的火焰類似于太陽耀斑，會在太陽表面到處出現(xiàn)。

BY: Rahul Rao

FY: PhantomKid

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