“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

  • 小编 发布于 2019-11-07 14:39:57
  • 栏目:科技
  • 来源:咫尺深空
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斗转星移,咫尺深空,人类从未停止过探索

“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

帕克进入太阳轨道模拟图

2018年8月12日,人类历史上第一艘太阳探测器“帕克”发射升空,预计将于2024年进入预定轨道,然后进入日冕范围。帕克是真正意义上的恒星探测器,因此帕克的发射也标志着人类真正步入探测恒星阶段。

然而问题来了,地球上熔点最高的材料铪合金的熔点仅为4215摄氏度,太阳表面温度大概是5570摄氏度,日冕层的温度更是达到了恐怖的100万度,帕克探测器怎么就能够去探测太阳呢?秘密其实很简单。

太阳的构造

首先我们得从太阳的结构说起,太阳其实是由大量的氢和氦组成,按理说它属于气态恒星,但这种说法不够严谨。科学家认为太阳是一种等离子体(超气体),这里我们不去详细说明。但是几乎所有的天体的结构大致都为内核部分、表层和大气所组成,太阳也是如此。太阳由内核、辐射区、对流层、太阳大气组成。太阳大气由里到外又分为光球层、色球层和日冕,帕克此行的目标是要进入太阳大气的日冕层,日冕层的温度大约为100万摄氏度。

“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

什么是温度?

温度的高低其实就是粒子的运动速率,粒子运动的速率越高,温度就越高,反之粒子运动速率越低,温度也就越低。还有我们平时在直观感知温度时还与单位面积内的粒子数量有关,地球空气混合物粒子的密度在标准大气压下大约为2.687乘10的25次方,单位体积内的粒子密度大约是太阳日冕层的250亿倍,因此即使太阳日冕层的温度高达100万度,但是真正作用到帕克探测器上的仅有1000多度。在这里我们可以列举一个不太恰当的例子——当冰雹从天空砸向汽车的挡风玻璃时,如果单位面积或体积内的冰雹数量越多,那么对汽车挡风玻璃造成的伤害越高,单位面积内冰雹数量较少,造成的伤害也就较少。

“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

帕克探测器本身的构造

虽然太阳作用到探测器上的温度也许仅为1000多度,但是这也是极其严酷的环境。科学家为此在帕克探测器的最前端安装了一个由耐高温材料制成的隔热防护板,可以抵挡1400摄氏度的高温。

“帕克”凭什么能够到达温度高达100万摄氏度的太阳日冕层?

上述三点就是帕克探测器能够“造访”太阳的原因。

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