SOHO——現代太陽物理學的基石,提供了大量令人驚嘆的太陽圖片

2020-12-22 老胡說科學

四分之一個世紀以來,美國國家航空和宇宙航行局和歐洲航天局共同發射的太陽與日光層觀測臺(SOHO)在幫助科學家了解太陽方面發揮了至關重要的作用。25年前的這個星期,SOHO號發射升空,為了慶祝,歐洲航天局彙編了一組精彩的圖像,美國宇航局也製作了一段非凡的SOHO號精選精選的延時視頻。

「SOHO是現代太陽物理學的基石,推進了許多事業,包括我自己的事業,」愛爾蘭都柏林鄧辛克天文臺主任、都柏林高等研究所天體物理學主任彼得·加拉格爾教授說。「25年後,我的研究小組繼續使用SOHO數據。這是一個了不起的使命。」

作為證據,近6000篇科學論文是基於SOHO數據發表的。

SOHO於1995年12月2日推出,最初設計的壽命只有兩年。但這艘宇宙飛船證明了它是一匹馱馬,這次任務非常成功,歐洲航天局和美國宇航局決定多次延長它的壽命,批准了幾次的延長任務。

天體物理學家卡爾·巴特姆斯是SOHO的主要研究員,他在推特上說,在他讀本科的時候,他的太陽物理學教授告訴他們,如果他們有任何在SOHO之前出版的太陽物理學教科書,都不應該在她的課上使用它們。SOHO實際上是重寫了有關太陽物理學方面的書。

能夠與如此優秀的科學家和工程師團隊一起完成如此不可思議的任務,這一直是,並且將是絕對的榮譽和榮幸!現在成為SOHO/LASCO日冕儀的PI遠遠超出了我的想像。

SOHO的成就包括:

拍攝了第一張關於恆星對流區和太陽黑子表面下結構的圖片。最詳細和精確地測量了太陽的溫度結構,內部旋轉以及氣體流動。

發現新的太陽動態現象,如日冕波和太陽能龍捲風。

徹底改變我們的空間天氣預報能力,對地球擾動給予三天的預警,並在空間天氣預警系統中發揮主導作用。監測太陽變化對地球氣候的影響。發射這一任務是為了全面了解我們的太陽,特別設計是為了幫助了解來自太陽的能量和物質流動(太陽風和日冕物質拋射)。主要目的是確定太陽內部的結構和動力學,了解更多關於日冕的知識,並找出太陽風產生的地方和它是如何加速的。

SOHO由12個輔助儀器組成,由來自15個國家的29個研究所組成的國際聯盟開發和提供。來自世界各國的1500多名科學家直接或間接參與了SOHO儀器的研發,或在他們的研究項目中使用了SOHO的數據。

LASCO(大角度和光譜日冕儀)自任務開始以來已經記錄了超過150萬張圖像。其中有兩張特別的照片。第一張來自LASCO C2日冕儀,拍攝於1998年。它顯示了日冕物質拋射中令人驚嘆的螺旋結構。

1998年的LASCO C2日冕圖像,顯示了日冕物質拋射(CME)中令人驚嘆的螺旋結構。第二張圖片顯示,2003年,一個CME正接近彗星C/2002 V1。這是一個罕見的例子,CME正好從彗星上方經過,我們看到CME和彗星尾巴之間有一點相互作用。日冕物質拋射對彗星完全無害,但其內部的磁場會擾亂彗星尾部的塵埃。

2003年的日冕物質拋射和彗星C/2002 V1的圖像。但在SOHO的25年裡,並沒有發生過幾起讓人緊張不安的事件。發射兩年半後,在1998年6月,失去與SOHO的聯繫。但是工程和科學團隊辛苦工作了三個月,最終使用了一種叫做雙基地雷達的技術來尋找和重新建立與SOHO的聯繫。

他們利用波多黎各的阿雷西博天文臺向SOHO發送信號,而位於加州戈德斯通的深空網絡碟形天線充當接收器,定位太空飛行器的回聲並利用雷達技術對其進行跟蹤。這個團隊成功地使任務恢復正常,所有的儀器都在停電的極端溫度下存活了下來。這次救援行動是太空中最具戲劇性的救援行動之一,可能僅次於阿波羅13號。

但是,就在飛船恢復運行一個月後,飛船的三個穩定陀螺儀都失靈了,這又引發了一場與時間的競賽,以挽救這次任務。該團隊開發了新的軟體,可以在不需要陀螺儀的情況下控制SOHO,太空飛行器也得以完全恢復運行。

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