来自欧空局太阳轨道飞行器的最新分析数据首次提供了整个太阳盘的高分辨率视图
整个太阳圆盘前所未有的细节——这是由太阳可见表面的图像显示的，马克斯普朗克太阳系研究所的研究人员现在从欧洲航天局太空探测器太阳轨道器拍摄的25张单独的图像中创建出来的。在2023年3月的观测中，这颗卫星距离太阳的距离只有地球的一半。在这里，太阳圆盘已经太大了，一张照片装不下。如果你放大现在已经发布的各种仪器的图像，你可以看到太阳在哪里显示它的脾气。表面类似沸水表面。这里，等离子体从太阳内部升起。暗黑子也是磁场特别强的黑子。比地球还大的宽磁场环，形成了太阳等离子体的跑道，它们以每小时10万公里的速度在那里呼啸而过。
2023年3月22日，太阳轨道飞行器上的仪器PHI拍摄的可见光下的太阳表面。放大的版本可以在左栏的链接下找到。
?ESA&NASA/太阳轨道器/PHI团队
2023年3月22日，太阳轨道飞行器上的仪器PHI拍摄的可见光下的太阳表面。可以在l下面找到一个放大的版本
墨水在左栏。?ESA&NASA/太阳轨道器/PHI团队
太阳系中没有任何天体像太阳那样动态而复杂。为了尽可能多地了解它的变化，欧洲航天局的太阳轨道飞行器于2020年2月发射，总共带着六台测量仪器朝我们的主星方向发射，以便观察我们恒星的各个层。马克斯·普朗克太阳系研究所（Max Planck Institute for Solar System Research）在前往火球的途中为其中的四个仪器送去了硬件。例如，EUI捕捉到太阳的短波紫外线辐射，这种辐射主要来自太阳炎热的外层大气，即日冕。双望远镜PHI聚焦于下面的可见表面，光球。从那里发出的光也包含了太阳磁场强度和太阳等离子体速度的信息。今天发布的图像来自2023年3月22日的EUI和PHI数据。
“如果你想全面了解太阳，就必须同时以高分辨率观察它的所有层，”MPS主任和PHI首席研究员Sami K. Solanki教授博士说。他补充说：“太阳轨道探测器具有前所未有的能力。”除了广泛的仪器之外，太阳轨道器的另一个优势是它不同寻常的轨道。它让宇宙飞船绕着太阳做长椭圆运动，这样它就能在不到地球与太阳距离的三分之一的范围内不断接近我们的恒星。这相当于大约4200万公里。
磁图显示了太阳可见表面磁场的强度和方向。最强的磁场显示为红色（指向外）和蓝色（指向内）。放大图片的版本可以在左边栏的链接下找到。
?ESA&NASA/太阳轨道器/PHI团队
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最大的字段显示为红色（指向外）和蓝色（指向内）。可以在l下面找到放大图像的版本
墨水在左边一栏。?ESA&NASA/太阳轨道器/PHI团队
去年3月22日，太阳轨道飞行器和太阳相距约7400万公里。在这个“距离”上，太阳太大了，无法完全进入PHI的高分辨率望远镜的视野。取而代之的是，在几个小时内共拍摄了太阳部分的25张照片，PHI团队的研究人员现在将这些照片组合在一起，形成了一个完整的磁盘视图。
“例如，我们需要的太阳磁场图的信息就隐藏在捕获光的一小部分中，”来自PHI团队的MPS科学家Johann Hirzberger博士解释说，他创造了马赛克。“因此，数据只能在探测器上勉强压缩。由于距离地球很远，数据传输速率相对较低，以这种方式产生的大量数据有时在实际观测几个月后才到达我们手中。”由于太阳轨道飞行器即使在测量期间也在继续绕太阳飞行，所以每个图像都是从略有不同的角度拍摄的。在拼接马赛克时，必须仔细考虑这些效果。尽管如此，PHI团队希望将来能够更快、更有规律地提供整个太阳盘的类似高分辨率视图，大约每年两次。它们将有助于理解我们对太阳整体的理解是如何受其最小结构和过程的支配的。
速度图显示了等离子体在可见太阳表面的流动速度和方向。由于太阳的旋转，左半部分的等离子体正以每小时7000公里的速度远离摄像机（蓝色），而右半部分（红色）正朝着摄像机移动。当等离子体沿着磁场上下流动时，它在太阳黑子的边缘特别激动。放大图像的版本可以在左栏的链接下找到。
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速度图显示了等离子体在可见太阳表面的流动速度和方向。左半部分的等离子体以a的速度远离摄像机
由于太阳的旋转，大约每小时7000公里（蓝色），而右半部分（红色）正在向相机移动。当等离子体沿着磁场上下流动时，它在太阳黑子的边缘特别激动。可以在l下面找到放大图像的版本
墨水在左栏。?ESA&NASA/太阳轨道器/PHI团队
今天发布的光球的全盘图像分辨率约为每像素175公里。就细节而言，它们不及地球上最强大的太阳望远镜所获得的结果。例如，位于特内里费岛上的格雷戈尔太阳望远镜（马克斯·普朗克太阳系研究所也参与其中），利用其1.5米长的反射镜，能够在一个像素上描绘出仅50公里的结构。然而，地面望远镜只能以高分辨率成像太阳表面的一小部分。由于地球上的观测条件困难，持续的空气湍流干扰了视野，几乎不可能把这些“太阳碎片”放在一起形成一个整体。由于地球的大气层也吸收了大部分太阳的紫外线辐射，因此同时从地球上拍摄日冕的图像也是不可能的。
放大太阳的新图像，我们可以看到这颗恒星的全部复杂性和美丽。在可见光下（图1），光球被颗粒状图案覆盖。它是热等离子体在太阳内部上升，冷却并再次下沉的一种表达方式——非常类似于炉顶上的沸水。太阳黑子，太阳表面的黑暗区域，也可以被看到。正如PHI的磁图，即磁图（图2）所示，太阳的磁场在这些区域特别强。它可以防止热等离子体从深处上升。在太阳黑子的区域，太阳表面因此更冷，看起来更暗。磁图上的不同颜色表示磁场的强度和方向。最强的磁场显示为红色（指向外）和蓝色（指向内）。
EUI图像显示了日冕的过程和结构。它基于2023年3月22日的观测数据。放大图片的版本可以在左边栏的链接下找到。
?ESA&NASA/太阳轨道器/EUI团队
EUI图像显示了日冕的过程和结构。是的。
基于观察
2023年3月22日的数据。可以在l下面找到放大图像的版本
墨水在左边一栏。?ESA&NASA/太阳轨道器/EUI团队
这些数据提供了太阳内部和外部极端过程的详细概述。例如，它们应该揭示磁场是如何形成的，以及为什么太阳每11年特别活跃一次。众所周知，太阳是旋转的，如图中红蓝相间的速度图所示，太阳内部的等离子体也随之旋转，就像一个金鱼缸被使劲搅动过一样。以这种方式产生的磁场是等离子体球旋转的结果——混乱的磁场线也形成了环路，尤其是在太阳黑子上方。沿着这些环，太阳等离子体再次上升和下沉到表面。这种运动也可以在速图中看到。在发生磁短路的情况下，太阳将带电的等离子体粒子抛入太空。当这些粒子撞击地球磁场时，由于地球大气中太阳粒子的荧光效应，极光被点亮，尤其是在两极。这张图片显示的是太阳处于如此混乱和活跃的阶段，在这个阶段出现了比平时更多的太阳黑子。
然而，太阳每11年才处于这种状态，否则就不那么活跃了。太阳的磁场实际上更有序，更像地球的偶极子形状。在这里，自转也起了作用，因为根据该理论，热等离子体电流在太阳内部上升和下降，并像发电机一样随着太阳的旋转而旋转。每隔9到13年，这个场就会完全反转，也会经历所描述的混沌状态。
