科學家使用一枚探空火箭上發射的望遠鏡和照相機獲得了有史以來最好的紫外線視圖 。這些圖片將幫助研究人員了解太陽的外部大氣是如何加熱到一百萬攝氏度以上的 。望遠鏡能夠分辨出小至240公里的紫外線光譜區域 。是任何太空觀測基地的三倍 ?;鸺龔椀乐辉试S望遠鏡在15分鐘的飛行過程中拍攝21張圖像 。

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得益于在探空火箭上發射的望遠鏡和照相機,科學家們從太空中獲得了最接近太陽的紫外線 。這些圖像揭示了太陽大氣層(色球層)較低層中異?;钴S的高水平活動 。這些圖片將幫助研究人員回答有關太陽工作原理的最迫切的問題之一:它的外部大氣(電暈)如何加熱到超過一百萬攝氏度(一百八十萬華氏度),比色球高出一百倍 。

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圖解 色球層是太陽大氣層的一個薄層,處在光球層上方,溫度隨著高度的提高而增加 。通常情況下 , 這個層肉眼可見,因為光線強度不及光球層 。圖像中,深紅色為色球層,因含有大量氫所致 。
美國海軍科研實驗室(NRL)的一個科學家小組使用超高角度分辨率紫外線望遠鏡(VAULT)拍攝了從上層色球層發出的紫外線(UV)(1216)的圖像 。在2002年6月14日,飛速捕獲的圖像比以前從太空拍攝的最佳圖像約好三倍,邊的分辨區小至240公里(150英里或0.3弧秒),。一些地面望遠鏡可以以150公里(93英里)的增量觀察太陽,但只能在可見光波長下進行 。紫外線和X射線波長觀測與太陽天氣最直接每相關 。

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由于大多數太陽天氣起源于電暈中帶電氣體(等離子)的爆炸,因此了解日冕等離子體的加熱和磁場活動將有助于更好地預測太陽天氣事件 。嚴酷的太陽天氣,例如太陽耀斑和日冕物質拋射,會破壞衛星和電網,影響地球上的生命 。

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圖解 太陽表面噴射等離子體的紫外線視圖
超高角度分辨率紫外線望遠鏡觀測結果揭示了高度結構化的動態上層色球層,其詳細的分辨率使結構首次可見 。圖片中的大量結構會在17秒后從一個圖像快速切換到下一個圖像 。科學家以前認為這些變化發生在五分鐘或更長時間內 。這色球層物理過程的瞬變具有重要的理論意義,例如,建議的加熱機制現在也必須在相對較短的時間范圍內有效 。
科學家在VAULT圖像中發現了基于形狀和空間相關性而與特征相匹配的色球層特征,他們在同時拍攝的日冕的過渡區和太陽探測器(TRACE)衛星圖像中看到了這一特征 。這種比較表明,這兩層的相關性比以前認為的要高得多,這意味著相似的物理過程會加熱每一層 。但是,理論預測,在色球層中的活度應低于科學家在VAULT排放物中觀察到的活度 。

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太陽高分辨率圖
VAULT還揭示了太陽安靜區域中的意外結構 。等離子體和磁場像在太陽的可見表面(光球)上的沸水一樣起泡,并且像氣泡在鍋的邊緣聚集并形成環一樣 , 在安靜區域的環(網絡單元)中累積 。VAULT捕獲了網絡單元中較小特征和重要活動的圖像,這令科學家感到驚訝 。
在15分鐘的飛行中,望遠鏡在6分9秒的拍攝窗口中拍攝了21張電磁光譜的萊曼阿爾法波長圖像 。萊曼阿爾法波長提供最亮的太陽輻射,確保了從火箭拍攝照片的最佳可能性,并允許更短的曝光時間和更多的照片 。萊曼阿爾法輻射的增加可能表明到達地球的太陽輻射增加 。

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圖解 上圖是在特殊波長的紫外波段對地球的高層大氣(氫原子)發光現象進行成像,我們將之稱為“萊曼-阿爾法光” , “萊曼阿爾法”所發射出的萊曼α光探測波是一種具有特征波長氫原子發出的光,其波長能沿途延伸 。這種光線本身具備很強的穿透性,它能很容易穿過膨脹宇宙,比如充斥在宇宙空間的稀薄氣體,事實上稀薄氣體即電離氣體是一種帶電氣體 。但是這種光波卻無法介入太空中的天體物質,特別是中性原子 。因為中性原子能吸收光波導致探測波直接從地球接收信號中消失 。

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VAULT有效載荷包括一臺30厘米(11.8英寸)的卡塞格林望遠鏡,以及專用的萊曼阿爾法光譜儀,將圖像聚焦到電荷耦合器件(CCD)相機上 。CCD也用于消費類數碼相機中,其感光度是以前使用的膠卷的320倍 。在1989年9月 , 哈佛-史密森天體物理學中心用探空火箭發射的正入射X射線望遠鏡(NIXT)獲得了太陽的最高分辨率照片 。
科學家們于1999年5月7日在新墨西哥州白沙導彈靶場進行工程飛行 , 驗證了有效載荷的性能 。2002年6月14日從白沙出發的飛行是該載荷的首次科學飛行 。NRL小組引領了一場將衛星觀測和地面儀器觀測相結合的運動 。科學家計劃在2004年夏天進行第三次發射 。這次任務是通過美國宇航局的探空火箭計劃進行的 。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. universetoday- Lisa
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