NASA的IRIS卫星
美国西部时间2013年6月27日下午6点30分,一颗名为界面层成像光谱仪(Interface Region Imaging Spectrograph, 简称IRIS)的卫星由轨道科学公司的L-1011飞机携带着从加州范登堡空军基地起飞。7点27分30秒,在太平洋上空大约1万米的高空,携带卫星的火箭从飞机上卸下。大约10分钟后,卫星与火箭分离。IRIS卫星成功发射升空。该卫星将在紫外波段对太阳界面层(这里指太阳过渡区和色球层)进行迄今最高空间、时间和光谱分辨率的探测。
太 阳大气从里往外分为光球、色球、过渡区和日冕四个层次。从色球到日冕,太阳大气的温度由几万度陡升至百万度,同时密度急剧下降,因此被称为过渡区。过渡区 是太阳大气由不完全电离的状态向无碰撞的完全电离状态的过渡。在过渡区以下,大气结构和演化过程主要由重力、气体热压和流体运动来控制;在过渡区以上,磁 场作用力占主导地位。由于缺乏较好的观测资料,过去,人们对过渡区的认识相对较少。近年来,国内外学者的研究表明,过渡区很可能是日冕加热(即日冕为何具有百万度的高温)、太阳风起源和初始加速的关键场所。因此,对过渡区的研究将成为太阳物理学和空间物理学领域的一个研究热点。
NASA这次发射的IRIS卫星即主要着眼于太阳过渡区和色球层。主要科学目标有如下三点:(1)色球和过渡区在日冕加热的过程中起到什么作用;(2)物质和能量如何从低层大气传输到日冕,并形成太阳风;(3)物质和磁场如何经由色球和过渡区上升到日冕,并触发太阳耀斑和物质抛射等剧烈的爆发事件。
为了实现上述科学目标,IRIS卫星上搭载了一台工作在远紫外和近紫外波段的成像光谱仪。该仪器有两个功能:(1)在三个不同的波段获得极高空间(240千米)、时间(1秒)和光谱分辨率(0.004纳米)的过渡区和色球光谱;(2)在四个不同的波段分别对过渡区和色球进行成像。成像和光谱可以同时进行。该仪器是迄今最精细、最复杂的太阳紫外光学仪器。
IRIS卫星计划的主要参与单位是美国的路克希德 . 马丁太阳与天体物理实验室、哈佛-史 密松天体物理中心、蒙大拿州立大学以及挪威的奥斯陆大学。经过大约三个月的紧张调试工作后,卫星将进入常规观测阶段。之后,卫星的仪器运行和数据定标、校 正工作主要由上述主要参与单位的大约八名科研人员负责。在常规观测期间,经校正和定标后的科学数据将在观测后数小时内通过互联网向全世界公布。毫无疑问, 卫星的科学数据将极大地增进我们对太阳过渡区和色球层的认识,从而带动日冕加热、太阳风起源以及太阳爆发等相关研究领域的进展。据悉,我国相关领域的科研 人员将参与IRIS卫星科学数据的分析,从而为未来我国自主实施过渡区和色球探测积累经验。