先进天基太阳天文台(ASO-S)科学目标解读

来源: 中国科学院国家空间科学中心、中国科学院紫金山天文台

发布日期: 2022-07-11 08:00:27

ASO-S卫星是我国第一颗综合性太阳探测卫星,将于2022年10月发射,其主要科学目标是揭示太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射(“一磁两暴”)的形成及相互关系。该卫星的探测数据将面向全球用户开放共享,旨在研究太阳活动对地球的影响,并及时预报太阳爆发对人类的影响。

太阳,是与我们关系最密切的一颗恒星,也是唯一一颗可以详细研究的恒星。它为我们带来了光明和温暖,但同时也会对地球产生重大影响。即将于2022年10月发射升空的我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台(ASO-S),将揭示太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射(“一磁两暴”)的形成及相互关系。

大约46亿年前,在距离银河系中心约2.6万光年之处的螺旋臂上,一团分子云开始在自身的引力作用下坍缩,并逐渐形成了我们今天所熟悉的太阳。从古至今,太阳引发了人类太多的思考,我们对这颗耀眼的恒星充满了好奇:它为什么会发光?它是永恒存在的吗?它的结构是什么?它有哪些显著特征?它会对地球造成哪些影响?为了回答这些问题,科学家不仅发展出了相应的理论基础,还建造或发射了各种探测器,层层揭开太阳的神秘面纱。

仔细观察太阳(在任何时候都不要直接用眼睛去看太阳,即使是日食期间),就会发现太阳具有丰富的现象,其中一些特别显著的特征,包括:太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射。这些现象的根源都是太阳磁场。变化的太阳磁场不仅可以在光球层产生黑子,还能触发耀斑和日冕物质抛射。太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射三者简称为“一磁两暴”,这也是ASO-S卫星的主要科学目标。

尽管太阳距离地球平均达1.5亿公里,但一旦太阳“发威”,耀斑和日冕物质抛射产生的磁云会裹挟着大量带电高能粒子,直奔地球而来,对地球环境,尤其是与现代生活息息相关的电磁环境造成严重破坏。

2003年万圣节期间,太阳不甘寂寞充当了一次“捣蛋鬼”的角色,使欧美的GOES、ACE、SOHO和WIND等一系列科学卫星都遭受了不同程度损害,导致全球卫星通讯受到干扰,GPS全球定位系统受到影响,定位精度出现了偏差,致使地面和空间一些需要即时通讯和定位的交通系统遭到不同程度的瘫痪。这次太阳事件也被称为“万圣节风暴”。

鉴于这些情况,持续地对太阳活动进行监测是非常有必要的。据计算,一旦发生太阳耀斑、日冕物质抛射等爆发活动,科学家可以至少提前40个小时得到信息,从而及时做出相关的防护举措,以避免对人类生存环境造成破坏。

ASO-S卫星的三台有效载荷,将用于测量太阳磁场,观测日冕物质抛射和太阳耀斑。ASO-S成功发射后,将详细记录第25个太阳活动周的“太阳风暴”。

卫星入轨后,每天将产生大约500GB的探测数据,卫星全部科学数据和分析软件将面向全球用户开放共享,共同实现ASO-S科学目标。届时,围绕ASO-S观测结果的研究将成为国际热点,科学家在研究“一磁两暴”自然规律的同时,也会及时预报太阳爆发对人类的影响,造福全人类。

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