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为什么ESA和NASA的SOHO卫星会发现这么多彗星

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

  作为欧洲航天局和美国宇航局的联合任务,发射SOHO卫星的目标并不是为了寻找彗星——它最初的目标是研究太阳的核心到其大气层外层。但幸运的是,建造新的天文台可以带来出乎意料的发现。自发射该卫星近25年来,这个在太空中的太阳观测站已经帮助发现了所有已知彗星的一半以上——超过3950颗。

  尽管SOHO小组预计它会发现一些新的彗星,但他们从未想到会发现近4000颗。这一切都得益于精心设计的仪器、较长的寿命、民间科学家的辛勤工作以及一小部分运气。

   华盛顿特区海军研究实验室的太空科学家卡尔·巴塔姆斯(Karl Battams)说到:“SOHO号在太空中的位置和设计都是独一无二的,正是由于这些方面,它才能够观测到并发现如此多的彗星。

   SOHO携带了一种叫做日冕仪的仪器,它用一个实心圆盘来遮挡太阳明亮的表面,从而显示出相比之下更为暗淡的外层大气——日冕。科学家们利用这些日冕的图像来研究这部分大气是如何变化的,并追踪太阳物质某些时刻的爆炸,即日冕物质抛射。SOHO位于太阳和地球之间,距离地球约100万英里,这使得它能够持续观测太阳的大气层。

   SOHO的日冕仪被称做LASCO,它具有较高的灵敏度和宽阔的视野,非常适合观察所谓的“掠日彗星”,这些彗星距离太阳过亮的表面太近,以至于大多数其他科学仪器在地球上都无法观测到。由于SOHO一直在密切关注日冕——那些彗星飞过的地方——几乎持续了将近25年,它的数据已经使数千个曾不为人知的彗星露出真容:截至20205有3953个。 

   几乎所有彗星的发现都来自于日冕仪的数据,但有一小部分是通过SOHO搭载的另一台仪器传回的图像被发现的:即“SWAN”仪器,这是一架设计用来寻找太阳风和太空氢原子之间相互作用的摄像机。一些彗星,包括20204发现的斯旺彗星,在接近太阳时释放出大量的水——其中氢是主要成分——使得仪器能够看到它们。

   在SOHO发现的数千颗彗星中,大约85%属于克鲁兹彗星家族。克鲁兹族被认为是一颗巨大彗星的残留物,数千年前,这颗彗星靠近太阳并被加热,使相连的冰松散。它分裂成成千上万个微小的彗星,我们今天称之为克鲁兹家族。这些相对较小的残骸——大部分约有一座房子那么大——沿着最初的克鲁兹彗星的轨迹运行。

  SOHO的数据已经证明了它是一个寻找未被发现的彗星的主要场所,但这并不意味着此过程是容易的。大部分的成果都是民间科学家在“日掠者计划”(Sungrazer Project)的艰苦工作中发现的。此计划由美国宇航局资助,由巴塔姆斯(Battams)管理,在1995SOHO发射后不久从早期的关于彗星的民间科学发现中发展起来的。

   巴塔姆斯(Battams)提到:“科学家们在SOHO数据中发现新彗星的消息传开后,人们就自己去SOHO网站下载照片,发现了许多科学家们曾经遗漏的彗星。”“项目团队被大量的报告搞得不知所措,这时他们创建了“日掠者”这一项目,作为这些发现的中心地。”

  他还表示,如果发现新彗星的速度继续以这种速度进行下去,SOHO的第4000颗新彗星可能会在2020年夏天的某个时刻被发现。

   SOHO数据中发现的彗星为科学家们提供了对彗星整体以及对其所处环境的有价值的了解。由于它们距离地球如此之近,SOHO观测到的大多数彗星都无法在绕太阳运行的过程中幸存下来——由于强烈的太阳光产生的极高热量,它们在离太阳最近的地方就解体了。

  巴塔姆斯(Battams)说:“每当SOHO观测到一颗彗星,几乎每颗都在被摧毁的过程中。”“这样一来,SOHO的数据让我们得以窥见彗星生命的终结。”

   除此之外,SOHO观测到的彗星还可以充当天上的风筒,传达它们经过的太阳风和太阳大气的新信息。

   当彗星接近太阳时,由于强烈的太阳光加热,它们被从彗星中释放出来的气体所包围。明亮的彗尾中的一些气体会被电离,并受到磁化太阳风和太阳外层大气磁场的冲击,这让科学家有机会观测这一区域的状况,否则从远处是无法看到的。

   “我们使用这些图像来验证太阳磁场模型以及电子密度和温度等数据。”巴塔姆斯(Battams)说到,“通过观察这些冰体在此极端环境中的移动,我们可以了解到各种独特的科学。”

   SOHO是欧洲航天局和美国宇航局合作的成果。任务控制中心设在美国宇航局戈达德。SOHO的大角度和光谱测量日冕仪实验(LASCO)是由位于华盛顿特区的美国海军研究实验室(U.S. Naval Research Lab)领导的一个国际联盟建造的,它提供了大部分彗星图像。

  作者: nasa

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