亲爱的帕克号太阳探测器:“触摸太阳”如何影响一生的科研

亲爱的帕克号太阳探测器:“触摸太阳”如何影响一生的科研帕克号太阳探测器发射于2018年,将获取关于太阳韦德娱乐1946手机版的新数据,并为我们预报能影响地球的重要太空气象提供重要支撑。
插图:NASA/ JOHNS HOPKINS APL/ STEVE GRIBBEN

撰文:EUGENE PARKER
口述记录:MICHAEL GRESHKO
 
亲爱的太阳探测器:

  在我看来,有一点尚未达到广泛共识,但很重要:太阳虽然是一颗中等质量、中等亮度的普通恒星,但它是所有恒星的一个样板,而且是我们能近距离观察并且进行各种测度的唯一一颗恒星。有些恒星很古怪,能引发天体物理学界的研究兴趣。但是,事实上,能支持某个行星上存在生命的太阳,本身就是一个独特的存在。

  这就是我热爱太阳的原因。然而,在很多圈子里,太阳物理学被蔑视为老旧、枯竭的问题,似乎已经没有新的研究意义了。相反,关于这颗恒星,我们很清楚地知道我们在谈论什么!

  与太阳一样,你也有一个独特的名字:你是以我命名的。2017年的一天,我坐在办公室里,美国宇航局副局长Tom Zurbuchen打来电话:“美国宇航局正在商讨以您的名字给太阳探测器命名。您能不能想出不以您的名讳命名的理由?”我有点愣住了,过了一会儿才醒过神来。这真是让我骄傲无比。

  话说回来,那帮把你制造出来的人简直太厉害了。你将从太阳身边经过很多次。因为受金星引力的牵引,你每一次都会离太阳更近一点。你靠近太阳,收集一些数据,然后再次远离。下一次靠近太阳时,你会比上次更近一些,监测太阳喷出的气体和磁场,并且热切地寻找着新效应。在你的路途上,太阳一定看起来很大。

  一想到我们能走到那么远,我就不禁屏住了呼吸。回想1955年,我们对于太空有许多猜想,但多数都是错的,或者太过于模糊,以至于无法判定是对是错。芝加哥大学的John Simpson在首批太空科学实验室里给我一个职位时,说实话,我在这个领域并没有什么经验。那时候,我们还没有进入太空,也没有把像你一样的探测器送上去。
  
  当时的我们,只能站在地球上仰望天空,思索那里到底发生着什么。

  那时候,一个悬而未决的问题是:行星之间的空间是不是应该被认为是绝对空的,或者充满了来自于太阳的稀疏的电子、磁场等。于是,John想出了一个绝妙的主意。他设计出了中子监测器,灵敏度很高,能检测到宇宙射线。然后,他把这些监测器一路从秘鲁放到了美国科罗拉多州。通过观察宇宙射线在每个纬度的变化情况,我们可以推测出太空中发生着什么。

  我的工作就是阐释这些数据。当我看到太阳在发射粒子和磁场时,我就发现这些自由运动的粒子形成的“太阳风”其实只是流体力学的问题。这个很简单就能解开的运动方程显示,这股风从太阳起源时速度非常小,但是,由于温度高达几百万度,历经长途跋涉会加快到超音速。风吹得越远就越稀薄,而且,由于太阳本身在自转,风会把磁场带出去,在行星际空间形成一个螺旋。
 
小知识点:帕克号太阳探测器
发射机构:美国宇航局
发射日期:2018年8月12日
运载火箭:联合发射联盟的Delta IV重型火箭
发射湿重:685kg
能量来源:1.55平方米的太阳能板
隔热罩:11.4厘米厚的碳复合材料
计划与太阳最近距离:616万千米
计划最快飞行速度:每小时69万千米
 
  当时,多数人的看法更简单,因此,除了几位同行认可之外,许多人对我在这一领域研究论文的评价都极为负面。我只好耸耸肩:我的数学算对了,我有工作有薪水,我真的不在乎他们怎么想。

  1962年,在太空中的观测证实了太阳风的存在。后来几年的探测任务发现了太阳风多变结构的细节,而你将继续添加更多新鲜的数据。太阳周围,无论是两极上方还是赤道上方,都有速度高达每秒几百千米的喷射粒子流。它们之所以那么快,是因为我们观测到的温度高达百万度级别。现在的问题是:为什么那么热?肯定不是魔法把它加热的。

  20世纪80年代,我发表了一个关于日冕加热的理论,如今你即将前去验证。你,太阳探测器,是第一个郑重其事进入这个乱局并获取数据的探测器,所以,我们将来会有一些明确的东西可以探讨。我的希望是,你能靠得足够近,获取耗散的波和湍动磁场,而正是它们加热了日冕。不过,如果你获取的是其它东西,更加新奇的东西,那就更有趣了。

  30年前,我从不敢幻想有像你一样成功的探测器,但你真的装备了各种仪器去完成这项任务。我总觉得,设计并制造出你的团队,才是真正没有得到恰当褒奖的人。你在哪都看不到他们的姓名,但你和许多其它太空探测器都被誉为非凡的技术创举。Nicola Fox直到最近都在担任你的项目科学家。她十分令人钦佩,她和他的团队都非常出色。

  我很荣幸受邀参加你的发射仪式。我们距离发射坪很远。我们看到火箭升空,飞得越来越快,而你也变得越来越渺小。

  你也知道,7年后,你将被抛弃,并永远绕着太阳公转。我们再也见不到你了。我们现在可以通过无线电向你说话,但我们再也看不见你。送你离开,就像是跟老友告别,我真的不愿意就这样抛弃你。
 
你真挚的朋友
尤金

(译者:mikegao)
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