奧推網

選單
科技

太陽系首次拍到環日塵埃環,太陽系是一個塵土飛揚的地方| 搜狐科技

多虧了帕克太陽探測器攜帶的儀器,一個沿著金星軌道環繞太陽的微塵環剛剛被最詳細地揭示出來。

從金星軌道內部拍攝的原始白光影象顯示了金星環的幾乎全部,這對於理解這個環、太陽系的動力學及其引力相互作用是至關重要的資料。

“這是第一次在‘白光’影象中充分展示太陽系內部的環日塵埃環。”美國海軍研究實驗室的天文學家吉列爾莫·斯滕伯格說,“我覺得這很特別。”

太陽系是一個塵土飛揚的地方。整個過程都是由塵埃(和氣體)形成的;大部分塵埃被整合到行星、小行星和諸如此類的東西中(更不用說太陽了);通常,它被再次震出。

小行星和彗星就像宇宙鹽瓶和胡椒瓶一樣,隨處可見。最近的研究發現,在每年發生的巨大全球性風暴中,火星可能會將這些物質噴灑到任何地方。

所有的塵埃都可以四處飄移,但有時它會在與行星的軌道共振中被捕獲;也就是說,它沿著相同的軌道執行,軌道週期與行星週期的比值是一個整數。

地球有一個重要的共振塵埃環;科學家最近發現的證據表明,水星也有一個。一段時間以來,德美太陽神和美國宇航局太陽任務立體望遠鏡聯合觀測金星塵埃環,甚至被部分觀察到了一段時間。

帕克太陽探測器配備了一個稱為廣域成像儀的太陽探測器(WISPR),WISPR由兩個可見光日光層成像儀組成,設計用於成像行星際介質,以研究太陽風——太陽發出的帶電粒子的恆定流。

由於行星際塵埃在太陽光的反射下非常明亮,比太陽風更為耀眼,因此在太陽風觀測中採用了特殊的影象處理方法來去除背景噪聲。這也意味著WISPR是唯一能夠觀察金星共振塵埃環的探測器。

當然,在正常操作過程中,塵環會自動從資料中提取出來。帕克太陽探測器在2019年8月和9月進行了一些滾動機動,以控制其動量,這導致WISPR相機移動,並在生成的影象中出現一條明亮的條紋。

起初,天文學家認為這是另外一回事,例如發光的冕流綵帶從太陽的活動區域射出,甚至出現影象處理錯誤。它太大了,無法成為冕流綵帶,而且還排除了影象處理方面的麻煩。下一步是檢視該空間中還有什麼,那時他們發現條紋與金星的軌道完美對齊。

由於輝光也與塵埃對光的散射相一致,研究小組得出結論,最有可能的解釋是這顆行星有共振塵埃環。

這些資料可能非常有用。科學家認為,行星際塵埃可能是太陽系內分子的一種傳輸機制,是小行星或彗星脫落物質流向其他天體的一種方式。

我們仍然不知道這些塵埃環是如何形成的,也不知道它們是從哪裡來的,所以我們掌握的資訊越多,就越有可能找到答案。

美國海軍研究實驗室的天體物理學家羅素·霍華德解釋說:“有一種觀點認為,塵埃環是由原始雲團自然形成的,但有幾位研究人員認為,每個行星的引力都逐漸將這些粒子,甚至可能是小行星或彗星粒子困在其軌道內。”

另一種可能性是,塵埃環不斷被翻轉;顆粒之間的碰撞可能會將一些舊塵埃踢出軌道,而新的塵埃則從其他地方抵達。

金星環也有另一個謎。對先前觀測資料的分析表明,金星共振環中的塵埃不是那麼容易解釋。一個研究小組最近進行了一些建模,並確定粉塵量的最好解釋是一群看不見的小行星共享金星的軌道。

我們還沒有發現那些小行星,所以這一假設遠未得到證實。誰知道呢,也許帕克太陽探測器會發現它們;也許探測器會引導我們找到對這種現象的另一種解釋。不管怎樣,都會很刺激。

斯滕伯格說:“我們正在研究整個太陽圈中塵埃粒子的動力學,交換和變化,這是在帕克太陽探測器之前我們所不知道的。”

這項研究已發表在《天體物理學雜誌》上。