近日,來自美國宇航局的帕克太陽能探測器聽到了太陽風的“聲音”!到底怎麼回事?
原來,這種聲音並不是我們所知的那種聲音,它是來自太陽等離子流發出的“唧唧聲”和“口哨聲”,美國宇航局的帕克太陽探測器所攜帶的儀器可以聽到這些聲音。
太陽風是一股從太陽上層大氣釋放出來的帶電粒子流,也被稱為日冕。這種等離子體由電子、質子和其他帶電粒子組成,它們從太陽的大氣層以大約160萬公里/小時的速度流入太陽系而美國宇航局的帕克太陽探測器於2018年8月發射,自2018年11月抵達太陽以來,它一直在近距離研究太陽。根據馬里蘭州約翰霍普金斯應用物理實驗室(APL)的一份宣告,最近對這些觀測結果的分析表明帕克號聽到了太陽風產生的小啁啾、吱吱和沙沙聲。
追本溯源,帕克太陽能探測器的菲爾茲儀器可以“聽到”太陽風來自太陽。而我們可以看到年輕的太陽風在太陽周圍形成。這和我們在地球附近看到的完全不同,這是另一種景象。早期對太陽風的觀測表明,帶電粒子在離開太陽時不會減速,它們實際上會加速。而帕克太陽探測器的目標之一是幫助我們觀測和理解帶電粒子是如何被加速的。
利用探測器的電磁場調查(Fields)儀器,研究人員觀察到由太陽風中的等離子波引起的電場和磁場的波動。科學家們認為,粒子可以駕馭這些等離子波,而等離子波反過來又可能推動粒子達到更高的速度。來自菲爾茲儀器的資料顯示了等離子波和粒子之間相互作用的頻率和振幅,然後研究人員就能夠把它們轉換成可聽到的聲波。
研究表明等離子波肯定在加熱和加速粒子方面發揮了作用,只是科學家們不知道這其中發發揮的作用有多少。但是通過這項研究我們看到了太陽等離子體的早期新行為,這是我們在地球上無法觀察到的現象,我們看到太陽風波浪攜帶的能量在途中的某個地方被消散,從而加熱和加速等離子體。並且研究人員在這些資料中發現了幾種不同的聲波。他們發現,當等離子波以相同的頻率放大時,沿著從太陽延伸到太陽系的磁場線的高能電子會產生惠斯勒波。
此外,研究人員還發現,當彌散的等離子波在太陽風中傳播時,從一個頻率迅速轉移到另一個頻率時,會產生一種“啁啾”聲。探測器在穿過一片微塵雲團時還捕捉到了類似靜電的聲音,並與粒子相撞,粒子碰撞後分裂成電子、質子和其他組成粒子。
來自菲爾茲團隊的成員、科羅拉多大學博爾德分校(University of Colorado Boulder)大氣與空間物理實驗室的助理教授戴維·馬拉斯皮納(David Malaspina)表示,“這些波以前從未在太陽風中探測到過,至少數量不多,“沒有人知道是什麼導致了這些啁啾波,也沒有人知道它們是如何加熱和加速太陽風的。這是我們將要解決的問題。”
帕克太陽探測器預計將再繞太陽執行21圈,在此期間航天器將越來越接近太陽,並更詳細地觀察太陽風的行為。