太阳风 帕克探测器“登陆”太阳,周围温度百万度,继续靠近,有新发现
生活中,人们对温度的感知程度,相比其他湿度等物理量,要明显得多。零下20℃的冬天,寒风刺骨,这是对低温度的认知,而在电视画面中,我们看到炼钢炉火红的钢水,温度达到了1500℃,这是对高温的认知。
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尽情地发挥你的想象力,在你的认知中,带给我们无尽光和热的太阳,其温度到底有多高呢?认识太阳地球离太阳的距离很远很远,有1.5亿公里,而在地球上,所获得的太阳辐射能量,仅仅只有太阳总辐射能量的22亿分之一。太阳光穿过层层阻碍,照射到地球表面,让地球处于50℃以下的适宜温度,也因此孕育了地球上的一切生命。
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可以想象,太阳光穿透如此远的距离,这么多阻隔,辐射到地球,还能够让地球维持一个比较高的温度,特别是处于夏季的半球和赤道地区,地球表面的温度接近50℃。因此,如果来到太阳表面,那温度确实是我们无法想象的。在了解太阳温度前,先要了解下太阳的结构。太阳由核反应区,辐射区,对流区,太阳大气层组成。
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太阳的内核是核反应区,内核温度很高,每一秒都有6亿吨物质释放能量,其最高温度达到了2000万摄氏度。内核以外,很大体积是辐射区,辐射区和对流区温度开始有所衰减,不过温度也有约700万摄氏度到200万摄氏度之间。太阳大气层由内向外分别是温度极小区,色球层,过渡区,日冕层,太阳圈,温度从150万摄氏度到5500摄氏度之间。
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探测器测量太阳美国科学家尤金·帕克有个新奇的想法,是否可以采用探测器。这一想法,听起来是那么的不可思议,毕竟太阳的温度那么高,任何东西靠近它,都会有直接融化的可能。不过,帕克可不是一个空想家,有了这个目标,帕克开始着手研究太阳特性和规律,1958年,首次预测到了太阳风的存在,随着研究的不断深入,陆续揭开了关于太阳的无数秘密。事实上,已经有很多探测器到访过木星、土星等星球,有了这些科研基础,让帕克更加坚定了信心,想要研发出一款探测器,到太阳表面去一探究竟。
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2018年,这个时候,科学家帕克已经90岁高龄了,不过他研究太阳探测器的步伐从未停止。在这一年,他宣布太阳探测器设计和制造已经完成,并且已经具备了发射条件。8月11日,在帕克教授的见证下,以他自己名字命名的帕克探测器升空,在万众瞩目之下,开始了它的近日旅行。但是,尽管帕克探测器已经发射升空,人们对这个探测器还是有一连串的问号。它在其追日过程中,怎样才能够保护自己不被太阳日冕区那近百万摄氏度高温烧坏,帕克探测器与太阳接触的最近距离有多少,到底需要多久才能到达目的地?
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与太阳亲密接触太阳本身就是一个巨大气体组成的气团,并不像其他星球一样,有一个坚硬的外壳,帕克号探测器是无法真正实现“登陆”,最终,探测器会到达距离600万公里的日冕区,在这里与太阳深情对视,这个位置是距离太阳表面约9个半太阳半径的上方,这也是人类首次如此近距离看到太阳。
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虽然不能与太阳更为亲密的接触,但是,帕克探测器算是进入了太阳大气的深层领地了,人类与太阳之间的距离又更近了一步。举个更形象例子,冬天取暖的篝火,你在距离1米的地方已经很热了,而帕克探测器相当于在距离篝火4厘米的距离,类比到太阳系,帕克探测器已经是目前能够到达太阳最近的物体了,而离太阳最近的星球、水星,都相当于有40厘米的距离。
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百万摄氏度是如何抵挡的?在完成探测任务的时候,帕克探测器停留在日冕区的近圆轨道,而日冕区温度高达百万摄氏度,帕克探测器也要抵挡百万摄氏度的温度吗?而目前地球上,还没有发现有能够耐百万摄氏度的材料,不过事实是,百万摄氏度这个数字只是日冕物质运动的动力学描述,也只是意味着其中的粒子热运动速度极高而已。如果在日冕的低密度环境下,就算是手持温度计,前去测量温度,最终得到的,可能也不是什么太可怕的读数。
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