NASA「PUNCH」任務捕捉到夢幻宇宙塵埃彩虹!揭開太陽系邊界之謎
太陽的盡頭在哪裡?太陽系的邊界又是從何開始?這個問題其實沒有明確答案。太陽的大氣層——也就是日冕——會向外延伸至遙遠的太空,其活動更會影響太陽風在行星際空間的流動,進而對行星、衛星等天體產生作用。為了深入研究這些互動,NASA發射了由四艘太空船組成的「PUNCH」任務,如今帶回了令人驚艷的首批影像。
這項任務配備了一臺窄視場成像儀(NFI)和三臺廣視場成像儀(WFI)。NFI利用遮光板擋住太陽光,專門拍攝太陽周圍的日冕影像。這種方法雖然無法觀測太靠近太陽的區域,但卻能捕捉到陽光在遮光板邊緣衍射產生的美麗光環。下圖中甚至能清楚看到新月時期的月球,這要歸功於地球反射的陽光(地球反照)照亮了月球的暗面。
目前歐洲太空總署的Proba-3任務也正在進行類似研究,採用兩艘太空船對齊的方式,讓前方太空船充當遮光板來製造人造日食。不過說到底,自然發生的日食才是最佳觀測時機,科學家們要嘛耐心等待日食發生,要嘛設計特殊軌道讓太空船每月都能跟隨月球製造觀測機會。
另一方面,三臺WFI則將視線轉向遠離太陽的方向,專注觀測黃道帶光——這是太陽系平面上的宇宙塵埃反射陽光所形成的現象。有趣的是,皇后樂團吉他手Brian May博士的論文正是研究這個主題,只不過他因為樂團事業忙碌,花了36年才完成這篇論文。
這些儀器透過不同方式研究黃道帶光,試圖建構行星際空間的3D模型,以瞭解日冕結構如何轉化為太陽風,以及日冕物質拋射等劇烈事件如何在太空中傳播。其中最令人驚豔的影像,莫過於WFI-2拍攝的「彩虹」圖——雖然這些色彩是科學家人為標記的偏振光資料,用色調表示光波振動方向,飽和度則代表強度。
這項任務對於理解太陽及其影響至關重要,它與其他新型太空船和望遠鏡共同開啟了觀測太陽的新紀元,讓我們得以用前所未有的方式研究這顆孕育生命的恆星。