科学|“羲和”探日的背后,你了解多少?( 二 )



科学|“羲和”探日的背后,你了解多少?
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由太阳动力学天文台在131埃光下拍摄
该图像突出显示了1200万开尔文的材料
光也是一种波 , 所以光也会有多普勒效应 。 那么 , 为何救护车的音调变化很容易感知 , 而我们对着红灯冲过去时 , 却不能把低频的红灯看成高频的绿灯呢?因为声音是一种低速波 , 和车速量级相差不多 , 救护车随便跑跑 , 就能造成人耳可察的频率变化 。 而光的速度极高 , 它的波形就不能轻易“挤压”到人眼可辨了 。
但是 , 放到太阳活动这么剧烈的事件中 , 再加上专业设备 , 有些事就不那么难了 。 太阳活动造成的大气起伏能够被“羲和号”携带的光谱分析仪器侦测到 。 当氢等离子体从太阳表面升起时 , 它朝向地球扑来 , 多普勒效应会使光谱升频 。 如果“羲和号”瞄着这个位置看的话 , 就会看到Hα谱线右移 , 比如 , 跑到了656.30nm 。 用这个频率差 , 就可以推算出这一坨物质喷发的速率 。 反之亦然 , 可以通过谱线的左移量推知物质的沉降速率 。

科学|“羲和”探日的背后,你了解多少?
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“羲和号”的科学仪器由南京大学负责建设 。 南京大学说 , “羲和号”可以察觉0.0025nm的波长变化 。 在Hα波段折算一下就是:如果氢等离子体在太阳表面升降的速率大于1.14km/s , 它造成的谱线移动就可以被察觉 。
当然 , 太阳是个球体(各位置朝向地球的速度分量有差异) , 在不停地自转(太阳球面左侧在不停奔向地球 , 右侧在不断远离地球) , 并且不同纬度的自转速度还不一样 。 这些因素都会在最终的运算过程中考虑进去 , 以免得到荒谬的结果 。
为了得到黑子或耀斑的细节数据 , “羲和号”可以盯着日面上一个极小的区域看 。 视野越小 , 对防震防抖的要求越高 。 为了让科学仪器可以静下心来工作 , “羲和号”使用了磁浮技术 , 让驱动平台和科学仪器在工作时暂时物理分离 。 这样 , 驱动平台里的机械设备工作时 , 就不会抖到正在专心看太阳的科学仪器模块了 。 这也是“羲和号”全名中“双超”的由来:超高指向精度、超高稳定度 。

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“羲和号”运行在距地517km的太阳同步轨道上 。 这个轨道穿越南北极 , 位于晨昏线附近的上空 , 始终能够看到太阳 。 为了确保它不会因地球公转而被地球遮蔽 , 这个轨道以每年逆时针360°(北半球视角)的速度缓缓进动 。

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