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分析帕克探测器三度飞越金星数据,侦测到高层

帕克探测器被NASA设计前去近距离观察太阳,飞行过程中需借助金星的重力来逐步缩短轨道。科学家最近分析了去年7月帕克探测器三度飞越金星时直接探测高层大气的数据,从中发现自然无线电辐射,并证实金星电离层厚度确实随着太阳周期产生变化。

帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,PSP)于2018年发射升空,任务是飞越金星并借金星的重力助推效应7度调整轨道,以越来越靠近太阳并反复观察太阳风及日冕。

2021年帕克探测器很忙,2月20日它第4次飞越金星进行重力助推,并于4月29日及8月9日来到太阳近日点,日前NASA已确认探测器于4月29日经过近日点,科学数据持续收集到5月4日。

10月16日探测器则准备第5次飞越金星,并于11月21日靠近太阳,届时距离太阳表面约853万公里;预计帕克探测器将于2025年来到最接近太阳的一次近日点,与太阳中心距离仅690万公里(9.86太阳半径),且到时候速度将高达690,000 km/h,是目前速度第一快的宇航员造物体,超越航海家1号与航海家2号。

不过最近,科学家才刚分析完去年7月探测器三度飞越金星的数据而已。当探测器距离金星表面仅833公里时,FIELDS仪器仅花了7分钟就记录到一个低频无线电信号,这是近30年来又有探测器首次直接测量金星高层大气,有望揭开金星与地球为何变得如此不同的新线索。

地球和金星诞生时犹如双胞胎:都是岩石行星,且具有相似的大小和结构,但出生之后两者便开始大相径庭:金星缺乏磁场,表面温度高到足以熔化金属铅,太空船最多只能在这里生存几小时,尽管科学家想尽力了解金星,现实情况也不太允许。

像地球一样,金星大气上方也有一层电离层,按照期望,带电气体或电浆海能发出可被仪器检测到的无线电波,上一次直接测得金星电离层数据已是1992年,由先驱者金星轨道飞行器(Pioneer Venus Orbiter)传回,当时太阳周期正接近极大期,而金星电离层变厚。

随后几年,地面望远镜的数据表明随着太阳回到平静期,金星电离层变薄许多,让科学家怀疑太阳周期密切影响着金星电离层厚度,但确切原因不清楚,且没有后续太空探测器直接测量,无法帮地面望远镜进行双重确认。

直到现在,帕克探测器虽然旨在研究太阳,但飞越金星期间FIELDS仪器“顺便”观察金星的任务,终于证实了这项观测,确定金星电离层在太阳安静时比太阳活跃时还要薄,其中一个原因可能是太阳极小期间,电离层中的粒子以更快的速度泄露到太空中。

了解金星的电离层为何在太阳活动平静期会变薄,有助于研究人员确定金星为何曾经与地球如此相似。新论文发布在《地球物理研究通信》(Geophysical Research Letters)。