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解謎了!金星的電離層,它會隨太陽活動強弱而發生變化

作者:由 天文線上 發表于 書法日期:2023-01-21

金星是每天都出現嗎

美國國家航空航天局的太陽探測器破解了一個長期存在的金星之謎

根據新的觀測結果,隨著太陽活動的增減,高層大氣中的一個關鍵層——金星的電離層也在變化,這證實了幾十年來的一個懷疑。

這個新的觀察結果來自美國國家航空航天局的帕克太陽探測器,它是發射的一艘以一種大膽的方式越來越接近太陽的宇宙探測器。這一軌跡依賴於一系列對金星的七次近距離接近,作為操縱演習——並且航天器團隊決定在這些飛越期間收集資料。

解謎了!金星的電離層,它會隨太陽活動強弱而發生變化

探測器觀察到,當太陽比較活躍的時候,金星的上層電離層會含有更多的帶電等離子粒子;而當太陽不太活躍時,會含有更少的帶電等離子粒子。

科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室的物理學家、新研究的共同作者羅賓·拉姆斯塔德在美國航空航天局的一份宣告中說:“當多個任務一個接一個地確認相同的結果時,會讓你確信:變薄是真的。”

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帕克太陽探測器的WISPR成像儀在2020年7月11日飛越金星時拍攝到的照片。

(圖片來源:美國國家航空航天局|約翰霍普金斯大學|海軍研究實驗室|吉列爾莫·斯坦伯格和布蘭登·加拉格爾)

這項新的研究展現了科學家們是如何爭先恐後地利用他們能得到的所有觀測資料來研究金星的,因為對我們鄰星的專門任務很少,而且很遙遠。

美國國家航空航天局馬里蘭州戈達德太空飛行中心的儀器科學家、這項研究的首席科學家格林·科林森在同一份宣告中說:“我只是對有來自金星的新資料感到非常激動。”

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研究團隊研究了帕克太陽探測器蒐集的資料,當帕克探測器距離金星只有830公里時,它第三次經過金星。在飛越過程中,來自一個名為FIELDS的儀器的七分鐘的資料發現了一種特定型別的低頻無線電發射。當科林森第一次看到這些資料時,它看起來很熟悉,但他沒辦法確定它的位置。

“然後第二天,我醒來了,”科林森說,“我想,我的天哪,我知道這是什麼了!”這個模式和他之前看到的由美國國家航空航天局一項完全不同的任務蒐集到的資料相吻合:伽利略航天器在1995年至2003年期間研究了木星和它的衛星。每次伽利略號躲進一個木星衛星的電離層時,它都會記錄下和帕克太陽探測器在金星上搜集的相同型別的無線電訊號。

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但興奮點並不在於僅僅探測到金星的電離層。相反,觀測結果表明,在行星的陰暗面,電離層中高帶電等離子體粒子的密度隨著太陽的行為發生變化。

在進行新的觀測時,太陽剛過它11年活動週期的低點6個月。方便的是,這和之前美國國家航空航天局的先鋒金星軌道在1980年和1992年對金星電離層的探測有明顯的區別,那時幾乎是太陽最活躍的時候。

在幾十年的觀察之後,地面儀器表明:雖然金星大氣層中的其他層保持不變的狀態,但電離層的等離子體密度在靠近太陽最低點時比先鋒號在太陽最高點時觀測到的資料低得多。但是後來的探測器無法進行類似的探測,使懷疑沒有得到證實,直到這些新的資料傳回地球。

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不幸的是,對於研究員來說,新的觀測結果不能幫助他們在關於是什麼導致夜間等離子體密度變化的兩個假說中做出決定。這樣的知識將有助於形成科學家對金星大氣層是如何從行星滑向太空的理解。

帕克探測器對金星的所有探測都是額外的,超出了探測器研究太陽的主要任務。馬里蘭州約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的帕克太陽探測器專案科學家努爾·E勞瓦菲在同一份宣告中說:“繞著金星飛行的目的是減慢探測器的速度,這樣帕克太陽探測器就可以潛入更靠近太陽的地方。但我們不想錯過進入像金星一樣神秘的行星裡蒐集科學資料和提供獨特視角的機會。

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這對研究金星的科學家來說是幸運的。目前只有一艘探測器在繞著地球上奇怪的雙胞胎——日本的赤月任務執行,儘管美國國家航空航天局正在評估兩艘可能造訪這個戲劇性的世界的探測器,並將於今年晚些時候做出決定。科林森說:“現在要想看到金星,就得靠這些小小的一瞥。”

相關知識

金星(英語、拉丁語:Venus,天文符號:♀),在太陽系的八大行星中,第二近太陽之行星,軌道公轉週期為224。7地球日,其無衛星。在中國古代稱為太白、明星或大囂[5],另外早晨出現在東方稱啟明,日落出現在西方稱長庚[6]。到西漢時期,《史記‧天官書》作者天文學家司馬遷從實際觀測發現太白為白色,聯絡“五行”學說在一起,正式命名其為金星[7]。它的西文名稱源自羅馬神話的愛與美的女神,維納斯(Venus),古希臘人稱為阿佛洛狄忒,也是希臘神話中愛與美的女神。金星的天文符號用維納斯的梳妝鏡來表示。

BY:Meghan Bartels

FY:catacus

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