距離太陽表面僅800萬公裏,探測器拍到奇幻影像,刷新人類的認知

魅力科學君 2024-04-06 17:00:18

在人類向外太空發射的衆多探測器之中,有一個名爲“帕克”(Parker)的探測器的速度特別快,其峰值速度接近每秒200公裏,可謂是“一騎絕塵”,它的速度之所以會這麽快,其實是因爲它是一個用于近距離觀測太陽的探測器,在飛向太陽的過程中,太陽的引力會不斷對其進行加速。

通常我們會認爲,向太陽發射探測器應該很簡單,畢竟太陽的引力那麽大,我們只需要將探測器發射到太空中去,太陽的引力就應該會把它“吸”過去,但實際情況卻並非如此,因爲從地球上發射的探測器,其本身也具備了地球的公轉速度,也就是說,探測器其實也是在圍繞著太陽公轉,在這種情況下,太陽對探測器的引力其實是起到了向心力的作用,並不會將它直接“吸”過去。

人類目前的科技水平,只能讓探測器沿著橢圓軌道圍繞著太陽運行,然後再想辦法不斷降低它的速度,進而使它橢圓軌道的近日點向太陽表面持續接近,具體怎麽做呢?一個可行的方法就是,利用行星的“引力彈弓”。

實際上,帕克探測器就是采用了這種方法,這個探測器于2018年8月12日發射升空,在接下來的日子裏,它多次借助了金星的“引力彈弓”爲自己減速,進而使自己軌道的近日點逐漸向太陽表面接近。

2021年4月,帕克探測器穿過太陽大氣的最外層,也就是日冕,並因此成爲了人類目前唯一一個與太陽直接發生“接觸”的探測器。

時至今日,帕克探測器已經傳回了大量的觀測數據,極大地提升了我們對太陽的認知。近日的一項研究表明,在一次穿越日冕抛射物的過程中,帕克探測器拍到一段奇幻影像。

這段影像是帕克探測器利用它的“寬視場成像儀” (WISPR)拍攝的,當時它距離太陽表面僅800萬公裏左右,大概只相當于太陽半徑的11.5倍,從影像中可以看到,在日冕抛射物之中存在著一個旋渦狀結構“呼嘯而過”,看上去很是奇幻,考慮到太陽的體積,我們不難想象出這個旋渦狀結構的巨大。

那麽,這個巨大的旋渦狀結構到底是個啥呢?在經過深入研究之後,科學家給出的解釋是:這應該是一種稱爲“開爾文-亥姆霍茲不穩定性”的現象。這種現象的英文爲“Kelvin–Helmholtz instability”,爲方便描述,我們不妨將其簡稱爲“KHI”。

“KHI”是流體動力學中的一種現象,我們可以將其簡單地理解爲:當存在兩層流速不同的流體的時候,在它們的接觸界面上就可能會産生波動,進而變得不穩定。

實際上,“KHI”其實是很常見的,例如當風吹過水面時,由于空氣與水的流速不同,因此它們的接觸界面就會出現“KHI”,于是我們就看到了風在水面上形成了波浪,而在有些時候,當風吹過雲層時,也有可能會形成波浪狀的雲朵。

需要知道的是,太陽在發光發熱的同時,也會不停地向四面八方釋放出大量的高速帶電粒子流,這被稱爲“太陽風”,而日冕抛射物其實就是由大量的等離子體物質構成,從這方面來講,“太陽風”和日冕抛射物,都可以認爲是流體。

科學家認爲,如果流體之間的速度差足夠大,並且持續時間足夠長,那麽“KHI”在它們的接觸界面形成的波動就會逐漸增大,這會導致它們的接觸界面變得越來越不穩定,然後就有可能形成旋渦。

所以一個合理的推測就是,當日冕抛射物的運動速度與“太陽風”存在著差異時,就有可能會出現“KHI”,如此一來,在合適的條件下(速度差足夠大、持續時間足夠長),就會形成巨大的旋渦狀結構,而這也應該就是帕克探測器此次拍到的奇幻影像之中蘊含的原理。

科學家表示,如果這種推測在後續的研究中得到證實,就將是人類第一次在日冕抛射物中發現“KHI”,可謂是刷新了人類的認知。

值得一提的是,在2024年11月,帕克探測器還將飛越金星一次,屆時它將利用金星的“引力彈弓”,進一步降低自己軌道的近日點的高度,預計在2025年的時候,其軌道的近日點與太陽表面的距離將達到大約9.5個太陽半徑,期待在未來的日子裏,它會有更多的發現。

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评论列表
  • 2024-04-07 13:31

    就是一種渦旋,渦旋是普遍存在于大自然之中的,無論是水中、空氣中或者等離子體中都有,這是宇宙規律,不要去用什麽人名命名什麽現象,歐洲人的做法很低級。

    天上的貓 回覆:
    但西方人吹牛逼是很高級的,人家會扯的高大上。
  • 2024-04-07 07:33

  • 2024-04-08 05:42

    太陽如果是生命星球就有意思了

  • 2024-04-08 10:12

    太陽其實不熱,在真空中太陽沒有溫度,可以直接登陸

  • 2024-04-07 14:36

    牛![點贊]

  • 2024-04-11 10:21

    科幻與修仙,一脈相通。

  • 2024-04-07 06:28

    這是人類在太空中的探索

  • 2024-04-13 08:06

    在這個地方核輻射有多大?

  • 2024-04-06 17:15

    地球發生自然現象也可以解釋宇宙現象。我們對地球研究太少,很多現象還無法解釋。

  • 2024-04-06 23:21

    大驚小怪的這是太陽發射出的熱浪,這還要科學家來解釋麽

  • 2024-04-07 06:18

    你說說你!這探測器速度可真快啊!聽說它還靠金星的“引力彈弓”來減速,真是巧妙啊!不過,我還是更喜歡我們自己的火炮,一炮擊中敵人,讓他們見識見識我們的力量!

  • 2024-04-07 11:16

    日冕物質抛射我先想想,可能我會吧

  • 2024-04-06 23:14

    就是一種渦旋,渦旋是普遍存在于大自然之中的,無論是水中、空氣中或者等離子體中都有,這是宇宙規律,不要去用什麽人名命名什麽現象,歐洲人的做法很低級。

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