央广网北京9月30日消息在即将到来的10月,浩瀚宇宙中的中国科学卫星系列“大家族”将再添新星。我国首颗综合性太阳探测卫星——“先进天基太阳天文台”将在酒泉卫星发射中心择机发射,展开对太阳这颗炙热恒星的探索之旅。
“盘古之眼”“夸父逐日”“羲和浴日”……从古老的传说开始,人们如何一步步认识和了解这颗耀眼恒星?自2021年10月14日“羲和号”升空,到即将发射的“先进天基太阳天文台”,进入探日时代,我国还将怎样构建起天地协同、优势互补的太阳联测体系?
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本期中国科学院院士、中国科学院国家天文台研究员汪景琇,北京天文馆研究员刘茜,将和大家一起走近太阳这个前沿科学实验室。
古今中外,怎么观测太阳?
在浩瀚的宇宙中,太阳也许只是一个普通的恒星,但对于人类而言,太阳是孕育生命的最灿烂星辰。
自古以来,人类对太阳的探索就从来没有停止。汪景琇院士介绍,我们的祖先,尤其是古代天文学家曾经为这种探索作出了很重要的贡献。
比如在2000多年前,中国的天文学家已经能够预报日全食。我国天文学家1054年8月27日发现的一颗超新星,其中心的脉冲星于1968年被发现,它的遗迹便是著名的蟹状星云。
超新星记录与蟹状星云
西方学者对太阳及其运动也进行了深入研究。汪景琇提到,1473年哥白尼诞生,他开始了一场天文学的革命。哥白尼等天文学家用目测的方法详尽观测了太阳系行星的运行,“日心说”由此横空出世。
而到了今天,天文学家眼中的宇宙已然不再冷漠空寂,太阳研究作为天文学的一个重要组成部分焕发出新的生机,例如利用各类先进天文望远镜等仪器设备进行太阳物理观测,已成为中外学术研究的前沿领域,中国也在这些领域逐渐走向国际学术舞台。
揭开太阳秘密的中国最新科研!
人类对于太阳系乃至整个宇宙的研究不曾停歇。从现阶段而言,我国经过这些年的追赶,我们的太阳研究设备以及科研水平已经逐渐走向世界舞台。
在天文学研究的设备上,中国已经建设国际领先的观测设施,例如国家天文台的太阳磁场望远镜和云南天文台的1米口径的新真空太阳望远镜。汪景琇院士介绍,中国目前用于观测恒星和星系较有代表性的设备包括郭守敬望远镜,也就是6米到8米的一个光谱巡天望远镜。
郭守敬望远镜
在射电波段,有中国天眼fast,也就是500米口径球面射电望远镜。fast已经取得很大成就,特别是在快速射电暴观测上处于国际领先地位。
中国天眼fast
2021年10月14日“羲和号”发射升空,这是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星,这颗卫星的成功发射和运行实现了国际首次太阳hα波段光谱成像的空间探测,填补了太阳爆发源区在该波段观测数据的空白。
即将发射的“先进天基太阳天文台”,也将和“羲和号”一起开启中国的空间探日时代,构建起天地协同、优势互补的太阳联测体系。
先进天基太阳天文台卫星效果图
汪景琇院士提到,“先进天基太阳天文台”将对太阳的磁场、高能辐射进行成像观测,并在新的波段观测日冕以及日冕物质抛射,它的核心目标是研究太阳磁场、太阳耀斑、日冕物质抛射以及他们之间的物理联系。汪景琇院士表示,对“太阳的极轨计划”,国家天文台和航天部门的同志们已经作出努力,努力实现世界上首次太阳极轨探测。
太阳活动和地球天气有关吗?
太阳和地球息息相关,地球在很多方面都受到太阳的影响,尤其是与我们日常生活切身相关的天气和气候。今年夏天以来,我国很多地区都出现罕见的持续高温天气,江西、湖南等地的旱情尤为严重。这也引发大家的疑问与讨论,其中部分话题就指向了近期频繁的太阳活动。
对于太阳活动和地球天气气候之间的关系,汪景琇院士表示,二者显然有关联,因为在历史上有很多太阳活动异常的时期,在这些时期,地球天气气候也随之出现异常情况。例如公元1645~1715年蒙德极小期,太阳活动就近乎停止,无论是中国、北美还是北欧,全世界都处于小冰期的阶段。
此外,太阳系外的宇宙射线也可能对地球气候产生影响。汪景琇院士表示,这个问题非常复杂,现在可能还没有答案,但是未来必须好好研究。
刘茜研究员还提到一个疑问,高能宇宙射线对地球云层有影响,那么,这些辐射对人的健康有什么影响?汪景琇院士表示,宇宙射线流量很小,不至于对人体健康造成影响。
如果太阳“熄灯”了,我们怎么办?
人类的一生与太阳的一生相比,如同沧海一粟。太阳的寿命始终是大家关注与想象的焦点,很多科幻作品喜欢把开场设置成太阳即将“熄灯”的情境。
汪景琇院士表示,太阳的寿命大概还有50亿年,从现在到那个时候还有很长的时间。刘茜研究员表示,在结束寿命之前,太阳的温度会越来越高,现在已经比它刚诞生时热了15%左右了。因此,在太阳彻底达到科幻作品描写的状态之前,我们地球人可能已经被热得受不了了。
与此同时,太阳在不断成长,人类改造资源的能力也在发展。到那个时候人类应该怎么办?汪景琇院士表示,人类有可能把自己转移到宜居的星球上,甚至把人的信息以及基因的各个方面转移到其他星球上,在其他星球实现再生,各种想法都会很多,有时候会超出我们目前的知识水准和想象。
(图片来源:受访者供图)