NASA的NuSTAR望远镜揭示了太阳上隐藏的光

来自三个太空天文台的光的波长重叠在一起,在上方的图像中提供了一个独特的太阳视图。由其中一个天文台,NASA的NuSTAR探测到的高能X射线在下方独立显示;一个网格被添加来指示太阳的表面。
影像来源:NASA/JPL-Caltech/JAXA

在望远镜的X射线视图中可以看到太阳大气层中一些最热的点。

即使在阳光明媚的日子,人类的眼睛也看不到我们最近的恒星发出的所有光。一张新的图像显示了一些隐藏的光,包括由太阳大气层中最热物质发出的高能X射线,由NASA的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)观测到。虽然该天文台通常研究太阳系外的物体(比如大质量黑洞和坍塌的恒星),但它也为天文学家提供了关于太阳的见解。

在上图(上方)的合成图像中,NuSTAR数据显示为蓝色,并覆盖了日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)日出卫星任务的X射线望远镜(XRT)的观测结果(显示为绿色)和NASA太阳动力学天文台(SDO)的大气成像组件(AIA)的观测值(显示为红色)。NuSTAR相对较小的视野意味着它无法从地球轨道上的位置观测到整个太阳,因此天文台的太阳视图实际上是由2022年6月拍摄的25幅图像拼接而成。

NuSTAR观测到的高能X射线只出现在太阳大气层的少数几个位置。相比之下,日出卫星的XRT探测的是低能X射线,SDO的AIA探测的是紫外光——一种辐射到整个太阳表面的波长。

太阳看起来不同,取决于谁在看。从左起,NASA的NuSTAR观测高能X射线;JAXA的日出卫星任务观测较低能量的X射线;NASA的太阳动力学天文台观测紫外光。
影像来源:NASA/JPL-Caltech/JAXA

NuSTAR的观测有助于科学家解开关于我们最近恒星的一个最大谜团:为什么太阳的外层大气(称为日冕)温度超过100万度,至少是其表面温度的100倍。这让科学家感到困惑,因为太阳的热量起源于其核心并向外传播。就好像火周围的空气比火焰热100倍。

日冕热量的来源可能是太阳大气中被称为纳米耀斑的小爆发。耀斑是大范围的太阳观测站都能看到的热、光和粒子的大爆发。纳米耀斑的规模要小得多,但这两种类型产生的物质甚至比日冕的平均温度还要高。普通耀斑的发生频率不足以使日冕保持科学家观察到的高温,但纳米耀斑可能会发生得更频繁————也许频繁到足以共同加热日冕。

虽然单个纳米耀斑在太阳的强光下太暗而无法观察到,但NuSTAR可以探测到大量纳米耀斑相互靠近时产生的高温物质发出的光。这种能力使物理学家能够研究纳米耀斑发生的频率以及它们如何释放能量。

这些图像中使用的观测结果与NASA帕克太阳探测器第12次接近太阳(或近日点)的时间相吻合,该探测器比历史上任何其他航天器都更接近我们的恒星。在帕克的一次近日点飞掠期间,利用NuSTAR进行观测,科学家可以将在太阳大气中远程观测到的活动与探测器直接采集的太阳环境样本联系起来。

关于任务的更多信息

NuSTAR于2012年6月13日发布。这是一个由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院领导的小型探索任务,由喷气推进实验室(JPL)为华盛顿的NASA任务理事会管理,它是与丹麦技术大学(DTU)和意大利航天局(ASI)合作开发。望远镜的光学系统由哥伦比亚大学、马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心和DTU建造。该航天器由弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司制造。NuSTAR的任务运营中心在加州大学伯克利分校,官方数据档案在NASA高能天体物理科学档案研究中心。意大利航天局提供任务的地面站和镜像数据存档。加州理工学院为NASA管理JPL。

如欲了解更多关于NuSTAR的更多信息,请访问:

www.nustar.caltech.edu

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-nustar-telescope-reveals-hidden-light-shows-on-the-sun

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