距离太阳表面仅800万公里,探测器拍到奇幻影像,刷新人类的认知

魅力科学君 2024-04-06 17:00:18

在人类向外太空发射的众多探测器之中,有一个名为“帕克”(Parker)的探测器的速度特别快,其峰值速度接近每秒200公里,可谓是“一骑绝尘”,它的速度之所以会这么快,其实是因为它是一个用于近距离观测太阳的探测器,在飞向太阳的过程中,太阳的引力会不断对其进行加速。

通常我们会认为,向太阳发射探测器应该很简单,毕竟太阳的引力那么大,我们只需要将探测器发射到太空中去,太阳的引力就应该会把它“吸”过去,但实际情况却并非如此,因为从地球上发射的探测器,其本身也具备了地球的公转速度,也就是说,探测器其实也是在围绕着太阳公转,在这种情况下,太阳对探测器的引力其实是起到了向心力的作用,并不会将它直接“吸”过去。

人类目前的科技水平,只能让探测器沿着椭圆轨道围绕着太阳运行,然后再想办法不断降低它的速度,进而使它椭圆轨道的近日点向太阳表面持续接近,具体怎么做呢?一个可行的方法就是,利用行星的“引力弹弓”。

实际上,帕克探测器就是采用了这种方法,这个探测器于2018年8月12日发射升空,在接下来的日子里,它多次借助了金星的“引力弹弓”为自己减速,进而使自己轨道的近日点逐渐向太阳表面接近。

2021年4月,帕克探测器穿过太阳大气的最外层,也就是日冕,并因此成为了人类目前唯一一个与太阳直接发生“接触”的探测器。

时至今日,帕克探测器已经传回了大量的观测数据,极大地提升了我们对太阳的认知。近日的一项研究表明,在一次穿越日冕抛射物的过程中,帕克探测器拍到一段奇幻影像。

这段影像是帕克探测器利用它的“宽视场成像仪” (WISPR)拍摄的,当时它距离太阳表面仅800万公里左右,大概只相当于太阳半径的11.5倍,从影像中可以看到,在日冕抛射物之中存在着一个旋涡状结构“呼啸而过”,看上去很是奇幻,考虑到太阳的体积,我们不难想象出这个旋涡状结构的巨大。

那么,这个巨大的旋涡状结构到底是个啥呢?在经过深入研究之后,科学家给出的解释是:这应该是一种称为“开尔文-亥姆霍兹不稳定性”的现象。这种现象的英文为“Kelvin–Helmholtz instability”,为方便描述,我们不妨将其简称为“KHI”。

“KHI”是流体动力学中的一种现象,我们可以将其简单地理解为:当存在两层流速不同的流体的时候,在它们的接触界面上就可能会产生波动,进而变得不稳定。

实际上,“KHI”其实是很常见的,例如当风吹过水面时,由于空气与水的流速不同,因此它们的接触界面就会出现“KHI”,于是我们就看到了风在水面上形成了波浪,而在有些时候,当风吹过云层时,也有可能会形成波浪状的云朵。

需要知道的是,太阳在发光发热的同时,也会不停地向四面八方释放出大量的高速带电粒子流,这被称为“太阳风”,而日冕抛射物其实就是由大量的等离子体物质构成,从这方面来讲,“太阳风”和日冕抛射物,都可以认为是流体。

科学家认为,如果流体之间的速度差足够大,并且持续时间足够长,那么“KHI”在它们的接触界面形成的波动就会逐渐增大,这会导致它们的接触界面变得越来越不稳定,然后就有可能形成旋涡。

所以一个合理的推测就是,当日冕抛射物的运动速度与“太阳风”存在着差异时,就有可能会出现“KHI”,如此一来,在合适的条件下(速度差足够大、持续时间足够长),就会形成巨大的旋涡状结构,而这也应该就是帕克探测器此次拍到的奇幻影像之中蕴含的原理。

科学家表示,如果这种推测在后续的研究中得到证实,就将是人类第一次在日冕抛射物中发现“KHI”,可谓是刷新了人类的认知。

值得一提的是,在2024年11月,帕克探测器还将飞越金星一次,届时它将利用金星的“引力弹弓”,进一步降低自己轨道的近日点的高度,预计在2025年的时候,其轨道的近日点与太阳表面的距离将达到大约9.5个太阳半径,期待在未来的日子里,它会有更多的发现。

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评论列表
  • 2024-04-07 13:31

    就是一种涡旋,涡旋是普遍存在于大自然之中的,无论是水中、空气中或者等离子体中都有,这是宇宙规律,不要去用什么人名命名什么现象,欧洲人的做法很低级。

    天上的猫 回复:
    但西方人吹牛逼是很高级的,人家会扯的高大上。
  • 2024-04-07 07:33

  • 2024-04-08 05:42

    太阳如果是生命星球就有意思了

  • 2024-04-08 10:12

    太阳其实不热,在真空中太阳没有温度,可以直接登陆

  • 2024-04-07 14:36

    牛![点赞]

  • 2024-04-11 10:21

    科幻与修仙,一脉相通。

  • 2024-04-07 06:28

    这是人类在太空中的探索

  • 2024-04-13 08:06

    在这个地方核辐射有多大?

  • 2024-04-06 17:15

    地球发生自然现象也可以解释宇宙现象。我们对地球研究太少,很多现象还无法解释。

  • 2024-04-06 23:21

    大惊小怪的这是太阳发射出的热浪,这还要科学家来解释么

  • 2024-04-07 06:18

    你说说你!这探测器速度可真快啊!听说它还靠金星的“引力弹弓”来减速,真是巧妙啊!不过,我还是更喜欢我们自己的火炮,一炮击中敌人,让他们见识见识我们的力量!

  • 2024-04-07 11:16

    日冕物质抛射我先想想,可能我会吧

  • 2024-04-06 23:14

    就是一种涡旋,涡旋是普遍存在于大自然之中的,无论是水中、空气中或者等离子体中都有,这是宇宙规律,不要去用什么人名命名什么现象,欧洲人的做法很低级。

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