首先,一切看上去都很安靜。突然,明亮的閃光燈照亮了望遠鏡。瞬間,過熱的等離子體噴涌而出,沖向太空的黑暗。
從地球上看,太陽耀斑展現(xiàn)了優(yōu)雅。但是這些舞動的血漿絲帶是猛烈爆炸的碎片。激勵他們的精力充沛的過程,即磁重聯(lián),不只是動力彈。磁重連接影響了等離子體或帶電氣體的行為,這些氣體構(gòu)成了可觀察宇宙的99%以上。然而,磁重聯(lián)的滑稽動作只得到了部分理解,而太陽爆發(fā)是研究它們的最佳場所之一。
這就是博茲曼蒙大拿州立大學(xué)太空物理學(xué)家查爾斯·坎克伯格(Charles Kankelborg)發(fā)射“極紫外快照成像光譜儀”(ESIS)探測火箭的原因。
ESIS將在地球大氣層上方飛行15分鐘,以觀察稱為過渡區(qū)的太陽層的噴發(fā)。通過觀察光線的細微變化,ESIS可以將這些爆炸追溯到其來源。目的是評估它們是從單個點開花還是從許多不相連的位置射擊。由NASA資助的火箭將于2019年9月24日從新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈靶場發(fā)射。
當(dāng)兩條相對的磁力線相互碰撞并爆炸性地重新配置時,就會發(fā)生磁重新連接。當(dāng)它發(fā)生在耀斑中時,結(jié)果是明亮的閃光-效果可以到達地球。太陽耀斑發(fā)出X射線光和高能粒子,如果這些粒子指向地球,則可能危及宇航員和衛(wèi)星。
使用火炬來研究磁重連的麻煩在于它們的不可預(yù)測性。坎克伯格笑著說:“在發(fā)射過程中安排火光非常困難。”“但是您可以隨時發(fā)射,并在過渡地區(qū)看到許多爆炸。
太陽過渡區(qū)域是夾在兩個極端之間的六十英里厚的太陽條。一側(cè)是相對涼爽的1萬華氏度的太陽表面。另一方面,過熱的外部大氣溫度要高出300倍。過渡區(qū)域是一堆磁噴發(fā)源的所在地,盡管比火炬小,但發(fā)生頻率卻更高。
從地球上看,這些噴發(fā)中的大多數(shù)都死了,小于理想角度,使它們與太陽上的許多其他亮點融合在一起。為了發(fā)現(xiàn)真正的火山爆發(fā),ESIS團隊使用了一種常用的技術(shù),即多普勒頻移,但這種方式是針對爆炸事件而設(shè)計的。
它們始于這樣的事實,即氣體在特定溫度下會發(fā)出獨特的光波長,這就是它們的光譜線。例如,在大約90,000華氏度的溫度下,失去了兩個電子之一的離子氦發(fā)出了30.4納米波長的光。那個波長就像氦的指紋,是從遠處分辨氦的一種方式。
當(dāng)氣體移動時,其光譜線也隨之移動。這就是多普勒頻移。當(dāng)一種氣體接近您時,其波長會發(fā)生藍移或向光譜的較藍端彎曲。30.4納米可能會變成略短的30.39納米。來自快速移動的光源的光被拉伸或紅移,變得略微發(fā)紅。
多普勒頻移告訴科學(xué)家是否有光源要來。但是,爆炸時會發(fā)生什么?