全球即時看！“夸父一號”為什么要去“追”太陽

科普時報記者 史 詩

“你來人間一趟，你要看看太陽。”海子這首詩，道出多少人對太陽的向往？

【資料圖】

10月9日，中國綜合性太陽探測衛星“夸父一號”（先進天基太陽天文臺）在酒泉衛星發射中心成功發射升空。中國人真正的“逐日夢”從這一刻起航。

這顆自主研發、去“追”太陽的衛星，填補了我國在這一研究領域的空白。

摸摸太陽是啥“脾氣”

在地球看到的太陽，儼然一副溫暖平靜的模樣，其實太陽一直很活躍。科學家們一心想解開關于太陽的更多奧秘。

太陽為啥這么愛折騰？原因是太陽有磁場，和我們一般熟知的永磁鐵不一樣，也和相對穩定的地磁場不一樣，太陽表面就是一個極度不穩定的大磁鐵，且太陽的自轉也和地球自轉不同，它是“較差自轉”，不同緯度的自轉（角）速度不同，這就使太陽的磁場更加“擰巴”。當不同的磁力線“擰巴”到一起時，就會產生劇烈的太陽活動事件，那些突然大規模釋放“亮瞎眼”的能量就是耀斑，大規模向宇宙空間拋射物質的活動就是日冕物質拋射……這些現象會在太陽系空間引起劇烈的擾動，如果傳播到近地空間就會對地球造成很多災害性影響，所以科學家們“看看太陽”的目標跟詩中寫的完全不同。

因此，“夸父一號”衛星的科學目標可概括為“一磁兩暴”。“一磁”就是太陽磁場，“兩暴”就是太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射。太陽物理學家希望通過“夸父一號”更清楚地了解三者間的關系。

“耀斑和日冕物質拋射發生的根源都在于磁場的相互作用。太陽提供了一個非常好且地球上也不可復制的天然物理實驗室，供人類研究極端物理環境下極端的爆發過程。”中國科學院國家天文臺懷柔太陽觀測基地主任鄧元勇告訴科普時報記者，這也為空間天氣預報提供了更準確的物理基礎。

“夸父”帶上什么“最強裝備”

太陽活動呈周期性變化，平均11年一次高峰。“夸父一號”選擇此時發射，也是為了趕上太陽活動第25周峰年，大約是2024到2025年。那時太陽黑子數量達到最多，太陽活動最頻繁，“夸父一號”此行就是為了先期適應環境。

為實現既定科學目標，“夸父一號”衛星上搭載有全日面矢量磁像儀（FMG）、萊曼阿爾法太陽望遠鏡（LST）和硬X射線成像儀（HXI）3個各具特色的有效載荷，分別觀測太陽磁場、日冕物質拋射和太陽耀斑。

全日面矢量磁像儀正出自鄧元勇所在團隊。“它主要是用來觀測太陽磁場的整體演化行為，每2分鐘就可以對全日面磁場進行一次高精度成像，它的高時間分辨率可以快速跟蹤全日面的磁場結構演化。”鄧元勇介紹。

此前，一般對日冕物質拋射的觀測都是用日冕儀來做的（遮擋日面看太陽邊緣以外的部分）。“這次的萊曼阿爾法太陽望遠鏡里不僅有一個傳統的日冕儀，還配上了一個對日面成像的萊曼阿爾法成像儀，這樣就可以連續完整地監測從太陽表面活動源區到近太陽的日冕物質拋射的全過程。”鄧元勇說。

雖然3個有效載荷各有側重點，但相互之間并非完全“不相往來”。鄧元勇解釋：“它們的功能是互補的，對于感興趣的太陽現象，3個載荷會協同觀測，后續科學數據也會協同分析、合作研究。”

太陽探測還要做什么

鄧元勇回憶起載荷研制的過程，頗有感慨：“攻克了不少關鍵技術，走了些彎路，甚至摔了一些跟頭。”一直以來，我國在地基太陽磁場測量設備方面處于國際先進水平，但還從未實現過空間觀測。

原本大家沒有研制核心器件液晶偏振分析器的基礎。這次，鄧元勇團隊還是克服重重困難，突破了瓶頸問題，載荷研制做到了技術自主可控。

很長一段時間以來，我國一系列太陽探測衛星計劃的提出和嘗試，一直面臨重重困難。

這次“夸父一號”衛星的成功發射，具有里程碑式的意義。每天，它將積累和回傳約500GB數據，向地球發送幾萬幅太陽的高清大圖。未來4年，“夸父一號”衛星在軌積累的數據將由科研人員“翻譯”成為可供科學研究的圖像和資料。

“之后，我們還會開展太陽極軌探測項目、環黃道面太陽探測項目、太陽L5點觀測衛星計劃以及太陽抵近探測等，這些也是國際空間競爭的熱點。”鄧元勇說。

標簽： 日冕物質拋射 太陽磁場 太陽活動