美国宇航局的PUNCH望远镜首次拍摄到太阳外层大气和周围太阳系的图像

美国宇航局的新 PUNCH 任务刚刚将视野转向太空，首次拍摄到太阳外层大气和周围太阳系的图像。随着四颗卫星全面启动，科学家们正在校准仪器，以消除光污染干扰，并揭示太阳风在太空中飘移时的细微轨迹。这些早期步骤为理解日冕如何演化以及如何发射带电粒子流来塑造太空天气奠定了革命性的基础。

艺术家概念图展示了NASA PUNCH任务的四颗卫星对太阳外层大气——日冕的观测情况。图片来源：西南研究所

美国宇航局的PUNCH（用于统一日冕和日光层的偏振仪）任务已成功完成其航天器调试阶段。上周，团队打开了仪器舱门，使航天器能够捕捉到“第一缕光”——它拍摄的首批太阳外层大气及其周围空间的图像。这些早期观测标志着该任务在更好地了解太阳外层大气如何在太阳系中延伸和流动的目标上取得了关键里程碑。现在，团队将进入下一调试阶段：准备和微调机载仪器，以进行科学操作。

4月14日，该任务的窄场成像仪（NFI）和三台宽场成像仪（WFI）中的一台率先开启舱门，开始采集数据。两天后，即4月16日，其余的WFI也开始工作。NFI拍摄的第一张图像显示了一片繁星点点的星空，太阳位于中心附近。为了更好地突出背景恒星，图像经过了处理，以减少黄道光的影响——黄道光是由太阳光散射绕太阳运行的尘埃粒子而产生的微弱辉光。

PUNCH 窄场成像仪于 2025 年 4 月 14 日拍摄的首张日冕图像显示，相机对焦清晰，工作正常，能够捕捉到日冕在太阳强光下的深场图像。这幅图像经过了滤镜处理，以突出环绕太阳的更明亮的“F 日冕”（也称为黄道光）中可见的恒星。由于该仪器尚未完全对准太阳，因此在图像中太阳位置的右侧可以看到明亮的阳光闪烁。图片来源：NASA

在调试阶段的剩余时间里，科学家将校准这些仪器，以揭示太阳日冕（即其纤细的最外层）的更精细细节。这一过程需要去除来自太阳本身约99%的强光，从而能够追踪在太空中移动的、纤细、微弱的太阳物质流。

下方的WFI图像拍摄于4月14日，展示了WFI的广阔视野，并标有星座。随着调试的进行，PUNCH团队将从所有图像中移除星场和其他背景光，以突出微弱的太阳风向地球移动的轨迹。

这些早期图像证实了一个关键的里程碑：PUNCH 的四颗卫星上的摄像机对焦准确，运行正常。

这是PUNCH广域成像仪（WFI）于2025年4月14日拍摄的首张光图像。该图像使用常见的星座图显示了WFI区域的大小，并表明相机已对焦、工作正常，并且能够拍摄深场图像。柔和的漫射光是黄道光，由围绕太阳运行的微小尘埃颗粒组成。图片来源：NASA/SwRI

PUNCH 任务将对太阳系内部和太阳外层大气日冕进行全球三维观测，以了解其质量和能量如何转化为太阳风——一股从太阳向四面八方吹出的带电粒子流。该任务还将探索日冕物质抛射等空间天气事件的形成和演变，这些事件可能形成高能粒子辐射风暴，危及航天器和宇航员的安全。

在调试的第一阶段，科罗拉多州博尔德市西南研究所的任务控制团队努力确保四颗卫星正常运行，并进入正确的地球轨道并相互保持适当的距离，以创建 PUNCH 星座。

3D太阳视角仪器

PUNCH卫星包括一颗NFI和三颗WFI。NFI是一台日冕仪，它可以遮挡来自太阳的强光，以便更好地观察日冕的细节。WFI是日球层成像仪，可以观测日冕最外层非常微弱的部分以及太阳风本身。一旦PUNCH卫星到达预定位置，这些仪器拍摄的图像将被拼接在一起，形成一幅展现日冕和太阳风抵达地球的广阔图像。

一旦调试完成，PUNCH 将提供首批偏振光太阳风和日冕物质抛射图像，使科学家能够辨别有关这一活动的新信息。

PUNCH（用于统一日冕和日光层的偏振仪）任务是美国宇航局的一项计划，旨在研究太阳外层大气（日冕）如何延伸到太空并形成太阳风。PUNCH 将利用四颗小型卫星协同工作，形成一个单一的观测站，以偏振光的形式捕捉前所未有的日冕和太阳风图像，帮助科学家更好地理解太空天气及其对地球的影响。

该任务由总部位于德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所领导，航天器的操作由其位于科罗拉多州博尔德的设施进行。PUNCH 由位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的探索者计划办公室代表位于华盛顿特区的 NASA 科学任务理事会进行管理。

编译自/scitechdaily