ESA发布太阳两极的震撼影像
欧洲航天局Solar Orbiter突破常规轨道，首获太阳极地影像，揭示磁场奥秘，开启太阳研究新篇章。
太阳，这个赋予地球生命的恒星，首次向人类展示其神秘的两极面貌。得益于Solar Orbiter(太阳轨道器)航天器独特的倾斜轨道，欧洲航天局(ESA)领导的这一使命打破了以往只能从太阳赤道平面观测的局限。2025年3月23日，Solar Orbiter从太阳赤道下方17°的角度，直视太阳南极，捕捉到前所未有的影像。这些画面不仅令人叹为观止，更为研究太阳磁场、11年活动周期及空间天气的运作机制提供了宝贵线索。
太阳轨道器的世界首个太阳南极视图
以往，我们看到的太阳图像无一例外都来自赤道附近。地球、其他行星以及所有在役航天器都在围绕太阳的扁平轨道——黄道面内运行。而Solar Orbiter通过巧妙调整轨道，脱离黄道面，得以从全新视角窥探太阳。这就好比从平视一位熟人转为仰望或俯视，发现了从未注意的细节。未来几年，航天器的轨道倾角将进一步增加，带来更清晰的极地景观。
PHI在太阳南极看到了混合的磁性
“今天，我们揭开了人类首次拍摄的太阳极地影像，”ESA科学主任Carole Mundell教授激动地说，“太阳不仅是生命的源泉，也是可能干扰现代太空与地面电力系统的潜在威胁。理解其运行规律、预测其行为至关重要。Solar Orbiter的独特视角标志着太阳科学新时代的开启。”
PHI的太阳磁场的两极视图
在3月16日至17日的观测中，Solar Orbiter从15°的倾角捕捉到南极影像，几天后达到17°的最高观测角度。这些图像由三台科学仪器共同完成：偏振与日震成像仪(PHI)、极紫外成像仪(EUI)以及日冕环境光谱成像仪(SPICE)。它们各司其职，分别以可见光、紫外光及不同温度下带电气体发出的光，勾勒出太阳外层大气的多维图景。PHI绘制了太阳表面的磁场分布，EUI展现了高达百万度的日冕，SPICE则揭示了不同大气层的温度变化。科学家通过比对这些数据，得以探索太阳外层物质的运动轨迹，甚至可能发现类似金星或土星极地涡旋的旋涡现象。
“我们对这些首次观测结果充满好奇，太阳极地简直是未知的疆域，”来自德国马克斯·普朗克太阳系研究所的Sami Solanki教授坦言。他领导的PHI仪器团队发现，当前太阳南极的磁场一片混乱。通常，磁体有明确的南北极，但在太阳活动高峰期，南北极性的磁场在南极混杂共存。这种现象仅在太阳每11年一次的磁场翻转期间短暂出现，而2025年正值太阳活动最大期。几年后，太阳将进入活动最平静的极小期，磁场将恢复单一极性并变得有序。Sami Solanki补充道：“Solar Orbiter恰逢其时抵达高纬度，将全程记录这一过程，为我们解开磁场演变的谜团。”
为什么太阳轨道器正在向太阳的两极倾斜
SPICE仪器的突破同样令人振奋。作为一台成像光谱仪，它通过分析氢、碳、氧等化学元素的特定光谱，揭示太阳表面上方不同层次的动态。此前，SPICE已成功描绘出太阳大气不同温度层的活动。而今，团队首次利用光谱线的精确追踪，测量了太阳物质的运动速度——这一技术被称为“多普勒测量”。就像救护车经过时汽笛音调的变化，SPICE通过光谱偏移，绘制出碳离子在“过渡区”——温度从1万摄氏度骤升至数十万摄氏度的薄层的运动地图。蓝色和红色区域分别表示物质朝向或远离航天器的运动速度，深色区域则揭示了因小型羽流或喷流导致的快速物质流动。
这些多普勒测量为研究太阳风的生成提供了关键线索。太阳风是太阳向外抛射的带电粒子流，影响地球的太空环境和通信系统。“过去，受限于黄道面观测，太阳风的极地测量始终不尽人意。Solar Orbiter的高纬度观测将彻底改变这一局面，”SPICE团队负责人Frédéric Auchère自豪地说。
Solar Orbiter的发现远未止步于此。首批极地数据仍有待深入分析，完整数据集预计将于2025年10月传回地球。未来，航天器将借助金星的引力，进一步提升轨道倾角，至2026年达到24°，2029年更将攀升至33°。届时，十台科学仪器将协同工作，持续收集前所未有的数据。“这只是Solar Orbiter攀登‘通天梯’的第一步，”ESA项目科学家Daniel Müller感叹，“更震撼的极地景观和科学发现还在前方等待。”
Solar Orbiter不仅是迄今最复杂的太阳研究实验室，还通过比以往任何航天器更近的距离，首次用望远镜凝视太阳两极。相比1990年代的Ulysses任务仅飞越极地却无法成像，Solar Orbiter不仅携带全套成像与原位探测仪器，还将在整个太阳周期内监测极地变化。这场由ESA与NASA联合打造的国际合作，正以史无前例的视角，带领人类更接近太阳的秘密核心。
