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2007-2-14

飞越太阳南极

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 10:45 pm

Dr. Tony Phillips
译自Science@NASA,2007年2月7日

“我们要时刻怀着感激与赞赏之心,铭记第一批驾船驶过暴风雾霭的海员,他们增加了我们关于……南方大地的知识。”
——罗尔德·阿蒙森

2007年2月7日:不到100年前,地球上的南极洲是全然的谜。探险者花费很大的力气到了那里,要同坏血病、狂风、方向迷失与几乎奇异如火星一般的寒冷抗争。在罗尔德·阿蒙森与罗伯特·斯科特分别于1911年和1912年抵达南极点之前,这是一片未知的大陆。

对于太阳来说,现在的情况与之十分相似。

NASA总部的太阳物理学家Arik Posne说:“太阳的南极是未知的地域。我们几乎不能从地球上看到那里,而我们大多数研究太阳的航天器都是部署在太阳赤道以上的,不能很好地看到高纬地区。”

不过有一架飞越过太阳极点的探测器:NASA与欧洲空间局合作的尤利西斯。而现在尤利西斯正在进行一次罕见的南极飞越。

NASA的尤利西斯任务科学家Posner说:“2月7日,探测器抵达极大日心纬度——南纬80度,这几乎在南极正上方。”

艺术家笔下的尤利西斯。(图片提供:David Hardy/ESA)

太阳物理学家兴奋了。过去尤利西斯作过两次太阳极地飞越,分别在1994-95年和2000-01年。飞越的时间很短,不过足以说明,极点是奇异而有趣的地方了。

想想如下几点:

1、太阳的北磁极位于太阳南端。太阳磁场是底朝天的!

Posner指出:“大多数人不知道这一点,不过地球的情况是相同的。我们的磁北极位于地理南极。”

地球与太阳在磁场上有很多类似之处。“太阳和地球的磁极都在不断地运动着,偶然进行完全的掉转,N极与S极互换。”在太阳上,掉转每11年进行一次,与黑子周期同步。在地球上则是每300000年左右发生一次,与什么同步呢?没有人知道。“研究太阳的极区磁场可能会告诉我们自己星球上磁场的线索。”

2、太阳极区上方有空洞存在,也就是“冕洞”。这里是太阳磁力线打开的地方,太阳风可以从此逸出。他说:“从太阳两极飞过时,你的脸会被上百万英里时速的热质子与电子流冲击。”目前尤利西斯正经受并研究着极区太阳风。

(注:地球也有极洞,这是臭氧空洞。臭氧空洞是化学现象,与作为磁物理现象的冕洞毫无关联,不过Posner说,“有趣的是这么多极区都有空洞存在。”)

3、太阳的极区磁场在吹出太阳风的同时也允许银河宇宙线粒子进入。是不是我们可以不真正离开太阳系,就从太阳极区上方的空间采集到星际物质的样本呢?Posner回忆道:“那是我们在1994年首次飞跃之前的想法。但我们错了。有什么东西在让宇宙线不进入太阳极区。当下的飞越给了我们研究这一现象的机会。”

4、另一个谜:早先的飞跃表明,太阳南北极有温度不同的迹象。Posner说:“我们不清楚为什么会是这样。我们急切地想知道,现在是不是仍是这样。”现在的南极飞跃之后是2008年初的北极飞跃,我们可以直接进行南北极比较。

太阳南极区的冕洞。在这张假彩色紫外照片上,太阳风从暗区吹出。(图片提供:SOHO)

从某种意义上说,比起阿蒙森和斯科特,尤利西斯更象理查德·E·伯德。1929年11月,伯德乘Floyd Bennett号福特三引擎飞机飞过了地球南极。飞机将将飞到了越过极地高原的高度,以稍高于几百英尺的距离掠过数座山峰和冰河。在距离磁极过近的地方,罗盘无助于辨别方向,而下方的白色大地上也鲜有标志。不过他努力驾机径直飞到了南纬90度。

与伯德类似,尤利西斯是飞行者。“如今探测器在太阳的‘南极洲’上方3亿千米(2天文单位)处滑翔而过。这个距离是安全的,也是采样太阳风与磁场的好地方。”

不过长期看来,尤利西斯会象斯科特那样:斯科特在他的全体随从消失于严寒之前简要写道,“如果我们能够生还,我会讲述一个大胆、忍耐与勇气的故事……”。他们抵达了南极点,与阿蒙森进行了著名的追赶,但再也没有返回。尤利西斯也不会再返回,最终在内在能源耗尽后消失在寒冷的太空中。(更多内容请阅读Science@NASA的《严寒危险》。)

为纪念探索行动的共同遗产,NASA的科学计划理事会决定将尤利西斯南极飞越期间的努力献给罗尔德·阿蒙森、罗伯特·F·斯科特与理查德·E·伯德。

阿蒙森、斯科特、伯德,现在是尤利西斯。Posner说:“他们的故事会激励日后的一代又一代人。”

 

译文登载在http://www.astron.sh.cn/yiwen/2007/yw070212-southfly.htm

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