ESA 的 Proba-3 探測器探測太陽風的速度比預期快三倍

歐洲太空總署的 Proba-3 任務透過連續的人工日食揭示了太陽大氣層中前所未有的行為。研究人員發現，緩慢的太陽風移動速度比理論預測快三到四倍，速度在每秒 250 到 500 公里之間。發表在《天文物理學雜誌快報》上的研究結果挑戰了數十年來建立的科學模型。

兩顆衛星在太空中創造出完美的陰影

Proba-3 與由兩艘編隊飛行的太空船組成的前所未有的系統一起工作。掩星器阻擋太陽的強光，而日冕儀捕捉日冕，也就是通常看不見的稀薄的外層大氣。兩台設備保持著僅 150 公尺的距離，精度為亞毫米。

該系統在高橢圓軌道上運行，在距離地球 6 萬公里以上的地方達到頂峰。在這個位置，它可以在沒有大氣失真的情況下進行觀測，這是地面儀器從未有過的特權。在 57 次人工日食中，Proba-3 累積了超過 250 小時的高解析度資料。

太陽風與科學期望不符

Proba-3 測量揭示了太陽內日冕異常高的速度。比利時皇家天文台研究員安德烈朱可夫報告稱，太陽風的緩慢爆發速度達到每秒 250 至 500 公里。理論家預計速度僅為每秒 100 公里。

這種差異顯示太陽表面附近的動態過程比之前想像的要多。科學家現在正在研究磁重聯、磁場線破裂和重聯等現像是否會更強烈地加速帶電粒子。

初步結果顯示：

• 緩慢的太陽風速度比預測高 3 至 4 倍
• 以前所未有的分辨率直接觀測空間天氣的起源
• 尚未完全理解的磁過程對粒子的加速
• 連續數據而不是對自然日食的零碎觀測

日冕幾乎保持著神秘之前的樣子

日冕代表了現代天文物理學中最相關的謎團之一。它的溫度達到數百萬度，而太陽的可見表面僅達到六千度。幾十年來，這種熱悖論一直引起科學家的興趣。

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Proba-3 可以進入內冠，這是以前清晰度無法進入的區域。 ASPIICS 日冕儀可以產生距離太陽表面僅 1.1 個太陽半徑的影像。研究人員現在正在仔細研究磁重聯如何將能量注入太陽等離子體，同時解釋粒子加熱和加速。

太陽噴射獲得新的預測能力

日冕物質拋射（CME）代表物質從太陽噴射到太空的大規模爆炸。這些事件會在毫無預警的情況下擾亂衛星、通訊和地面電網。 Proba-3 現在以前所未有的細節觀察 CME 形成的早期階段。

細絲和發光射線等結構追蹤太陽風逃離太陽的路徑。這些持續的觀察使研究人員能夠繪製爆炸事件期間磁場和等離子體流如何相互作用的圖。預測模型的改進可以保護全球關鍵基礎設施。

對現代科技的直接影響

了解太空天氣不僅僅是一個學術問題。 GPS 衛星、衛星通訊系統和電網很容易受到太陽活動的影響。 Proba-3 在低日冕中捕獲的數據改進了用於警告地磁風暴的預測模型。

與先前的 SOHO、GOES-19 和 Aditya-L1 等任務不同，Proba-3 將觀測範圍擴展到距離太陽前所未有的距離。這種獨特的觀點將日冕中的小規模過程與整個太陽系的大規模影響聯繫起來。

名義上的任務將持續到 2026 年後。随着更多数据的分析，新的发现预计将重塑对太阳对太空和地球影响的理解。