太陽是我們了解宇宙的一個窗口。這顆銀河系中極其普通的恒星,是人類目前唯一可進行高時空分辨率和高光譜分辨率觀測的恒星。通過觀測和研究太陽,我們可以了解一些基本的天體物理過程。
太陽也是宇宙中與人類關(guān)系最密切、對人類社會生活影響最大的一顆恒星。俗話說,萬物生長靠太陽。太陽在地球演化和人類文明發(fā)展過程中發(fā)揮著不可替代的作用。作為距離我們最近的恒星,太陽在超過45億年的時間里,孕育了地球上的天氣、氣候,以及我們所依賴的生態(tài)環(huán)境。大眾熟知的光合作用,就離不開太陽的光能。
太陽對人類的影響特別表現(xiàn)在時有發(fā)生的耀斑和日冕物質(zhì)拋射現(xiàn)象上。例如,一個中等強度的耀斑,可發(fā)射出從伽馬射線到無線電波段的強大輻射,總能量相當(dāng)于約10億至100億顆原子彈爆炸。而一次日冕物質(zhì)拋射則可能把約1億至10億噸物質(zhì)拋射到行星際空間。它們是空間災(zāi)害性天氣的源頭,可能影響空間飛行器安全甚至地球上的人類生活。由此可見,對太陽的觀測研究同時具有重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。
我國民間對太陽的觀測已有數(shù)千年的歷史。從上古時代的夸父追日傳說、《論語》兩小兒辯日的哲理故事,到漢代肉眼觀測太陽黑子記錄,再到歷朝歷代對日食的豐富記載,中華民族對太陽的求知探索從未停歇。
以“羲和號”為代表的太陽探測衛(wèi)星,是太陽空間探測的“千里眼”。上世紀(jì)60年代以來,國際上已陸續(xù)發(fā)射70余顆太陽專用或相關(guān)衛(wèi)星,近代太陽物理的許多開拓性成果都來自于這些衛(wèi)星的觀測。在“羲和號”之前,我國僅通過一些空間載荷獲得了一些太陽觀測數(shù)據(jù)。例如,神舟二號空間天文分系統(tǒng)獲得太陽X射線和伽馬射線流量數(shù)據(jù),氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號E星獲得在極紫外和X射線波段的成像等。“羲和號”打破了我國無太陽探測專用衛(wèi)星的歷史,邁出了我國太陽空間探測的重要一步。
目前我國提出的未來太陽探測計劃示意圖
當(dāng)前,太陽空間探測已進入新階段。高時空分辨率、高光譜分辨率、多波段、多視角探測等多種技術(shù)、多種方式各顯神通。在國際太陽探測的熱潮中,我國相關(guān)科研工作也將更上一層樓。目前,我國太陽物理學(xué)界與相關(guān)工程部門聯(lián)合,提出了多個太陽空間立體探測計劃。這些計劃將從不同方向觀測太陽,以解決諸如太陽磁場的產(chǎn)生和演化及其與太陽活動的關(guān)系、太陽爆發(fā)的物理機制及其對空間天氣的影響等重大科學(xué)和應(yīng)用問題。
從夸父逐日到羲和探日,中國太陽物理科研工作者和航天工作者將以更堅定的信念、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,繼續(xù)揚帆星辰大海。
作者:方成(中國科學(xué)院院士、“羲和號”科學(xué)總顧問)
圖片:國家航天局提供
編輯:許琦敏