用紫外线凝视着太阳的深处

必须认为,这些图像最近被欧洲航天局的太阳能轨道器回到了地球。他们中最大的一个暴露了太阳表面的令人敬畏的混乱。在汤上方

必须认为,这些图像最近被欧洲航天局的太阳能轨道器回到了地球。他们中最大的一个暴露了太阳表面的令人敬畏的混乱。在发光的螺旋汤中,等离子弧的百万度卷须在太空中跳入太空。放大揭示了细节,弧形结构的链和可怕的涡流的卷发。这些壮丽的景色都是我们眼睛看不见的。但是,通过捕获和成像紫外线(UV)光,探头的摄像机可以切成太阳大气层的层次,以揭示下面的神秘物理。

在我们深入研究之前,请快速刷新:SOL 101,如果您愿意的话。太阳最内向的层是光球。它不透明的表面产生了我们在地球表面上看到的大部分阳光,并寄托了黑子。那里的温度约为5800度开尔文(大约10,000华氏度),太阳很冷。在光球上方是色球,该色球圈以其野生红色命名,在太阳能日食期间可观察到。它具有非常低的密度和高度可变的温度。然后,一个薄而鲜为人知的过渡层通向电晕。电晕是太阳大气的最外层。在这里,令人难以置信的热等离子体轰鸣声,太阳耀斑爆发和巨大的材料每小时被弹出到太空中。

成像这些层需要对光或波长的光敏感的相机。每种颜色都是由特定太阳层中的过程产生的,并穿过上面的层以达到我们捕获它的空间。 NASA图像很好地说明了这个概念。

选择了NASA太阳动力学天文台观察到的每个波长,以强调太阳表面或大气的特定方面。该图像显示了来自高级成像组件(AIA)的图像,该图像可帮助科学家观察太阳材料如何在太阳的大气中移动,以及Helioseissic and Magitaimic和磁成像仪(HMI)(HMI),该图像侧重于太阳表面的运动和磁性。 (信用:NASA/SDO/GSFC)在地球上,人眼很敏感,可以看到光球的光。这是一个带有深色黑子的橙色黄色球,在上排可见,左三,最左边的中间排。在较高的层中,强大的能量过程热和电离 – 将电子远离气体分子的带状电子形成燃烧的等离子体。这个过程散发出非常一定的颜色。这些是我们看不到的紫外线,但是我们的相机可以。

像大多数天文学图像一样,紫外线的黑白印象是假色的,因此可以对其进行分析和欣赏。这个过程有点像医疗X射线:您看不到X射线本身,但是您可以看到其磁通量相对强度的图像,该图像被留在一部X射线胶片上。太阳轨道上的两种特殊仪器最近转传回到了太阳的紫外线肖像。

第一个是极端紫外成像仪(EUI)摄像头系统。 (为了好奇,这是对每个细节的科学讨论。)该仪器以174埃埃斯特罗姆(Å)的波长(Å)采用了整个太阳的巨大9148×9112像素图像。 Angstrom是光波峰到峰值距离的科学单元,其中174个等于人体平均细胞的宽度约为千分之一。我们的眼睛看到的最小的光波接近3800Å,比用于EUI图像的波长大20倍。光波的波长越小,其能量越高。 174Å是如此的小且能量,以至于它位于紫外线频谱的顶部,几乎具有促进X射线所需的能量。对我们来说幸运的是,地球的大气使这种高能量光在极端的紫外线频谱中。较低的能量紫外线具有较大的波长,可以充分穿透大气以散发晒伤。

EUI图像非常细节捕获了电晕层的过渡层和较冷的部分。另一种仪器是冠状环境(香料)的光谱成像,拍摄的图像可以看到电晕层的多个子层。这是完整的科学描述。香料仪器的图像在多个无形的波长中展示了摄影。它的紫外线相机位于衍射光栅后面,将光线拆分为不同颜色的光束,例如棱镜。这使其可以在选定的波长范围内拍摄照片,约705-790Å和970-1050Å。

信用:欧洲航天局

您可以在此处看到一组四个图像 – 由四个单个波长建立。这些波长是出于特定原因选择的。它们对应于在大约10,000至100万K之间的一系列温度下血浆的原子发射;华氏度学位的这些数字大约是两倍。对这些变化的波长香料图像的科学分析将阐明几个太阳能过程。紫外线的分布和演变跟踪电晕中不断发展的等离子体。这允许分析血浆的密度,流量和元素组成。例如,紫外线的红移或蓝光可以揭示细丝中血浆颗粒的速度。细丝的行为,它们的温度和整个太阳大气中的整体温度梯度是我们目前的科学理解之外的领域。这些数据应促进改进的解释。

紫外摄像机并不是太阳轨道上唯一引人入胜的技术。靠近阳光的飞行将其放在不断的阳光下,需要为工艺及其乐器设计专门的设计。一侧总是面对太阳。这侧被反射箔和热屏蔽覆盖,上面点缀着小门,可以短暂打开,以收集板载仪器的光。

太阳能通量可能如此强烈,以至于太阳能电池板必须旋转以防止过热,并且通往摄像机的门必须宽宽,以便当光线从加热膨胀时仍然可以通过。在远端,乐器本身将远离热量的阴影聚集。香料的设计使得未成像的红外光完全通过了飞船,然后回到太空而无需沉积热量。由于它在2020年2月在Ariane 5火箭上发射,Solar Orbiter遵循了一系列椭圆形轨道工艺向阳光潜水,然后沿着重力恢复到大致的地球距离。沿着这次旋转骑行,它将在接下来的几年中继续传输太阳的图像。天文学家和太阳能物理学家希望这些图像将有助于剥夺维持我们生命的微小斑点的神秘发光球的层次。

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