欧洲Proba-3任务在轨人造日食 拍到太阳内层大气动态影像

近日，欧洲航天局（ESA）公布了一段前所未有的太阳日冕延时影像，画面中太阳内层日冕呈现出淡黄色辉光，多次等离子体喷发在短时间内接连上演，为科学家提供了一个罕见窗口，以直接观测这一区域的剧烈活动。这段影像由“普罗巴-3”（Proba‑3）任务中的ASPIICS日冕仪获取，所显示的是平时被太阳炫目可见光掩盖、几乎无法从地面直接观测到的太阳最内层日冕。

“普罗巴-3”是由两颗紧密编队飞行卫星组成的科学任务，它们在轨道上以约150米的距离精准分布，通过一前一后协同飞行，人造出连续的“日全食”观测条件。前方卫星充当遮挡体，精确挡住太阳明亮的光球层，为后方搭载ASPIICS日冕仪的卫星遮住强光，使其得以直接成像太阳内层日冕结构。这一构型突破了传统日冕观测所受的遮挡精度限制，使人造日食在太空中可以高频、可控地反复实现。

本次公布的延时影像同时融合了两路观测数据：ASPIICS提供的黄色内层日冕图像，以及美国宇航局（NASA）“太阳动力学观测台”（SDO）上大气成像组件（AIA）获取的深橙色太阳盘面图像。这种多仪器、多波段联合观测，使太阳表面活动与高层大气（日冕）响应得以在同一画面中关联呈现，有助于研究能量如何由太阳表层向外传输并触发喷发。

太阳日冕温度极高，可达太阳可见表面的约两百倍，是科学界长期关注的高温“悖论”所在。负责ASPIICS项目的比利时皇家天文台科学家安德烈·朱科夫（Andrei Zhukov）指出，即便在这样一个动辄上百万度的炽热环境中，有时仍会出现相对“低温”的结构——由致密等离子体构成、温度约一万摄氏度左右的拱状物质云，即所谓的“日珥”。这些日珥被磁场悬挂在太阳表面上方，既明显冷于周围日冕，又远高于地球常规环境温度，是太阳大气中极具研究价值的结构。

随着时间推移，日珥会逐渐向外延展、拉长，在磁场重新连接等过程中发生崩解，并以剧烈喷发现象的形式将太阳物质抛向太空。这些喷发可能沿多个方向抛射，成为日冕物质抛射等空间天气事件的重要来源，进而影响行星际空间和近地环境。

这段延时影像拍摄于2025年9月21日，当时太阳活动处于一个相对活跃时段。ASPIICS以每5分钟拍摄一幅图像的频率连续观测，短短约5小时内便记录到了三次独立的日珥喷发事件。朱科夫表示，在如此有限的时间窗口中捕捉到多次清晰的日珥喷发相当罕见，这也凸显了“普罗巴-3”连续在轨日食能力的科研价值。

ASPIICS日冕仪使用多种滤光片开展观测，其中包括针对不同元素的特定光谱线滤波。本次动画中日珥喷发的呈现，主要依托于氦原子发射的一条光谱线，使得画面中的太阳大气在黄色滤光条件下，近似再现了人眼在一次自然日全食中，通过特定观测装置所能看到的视觉效果。AIA成像同样记录了氦发射，但采用的是另一条光谱线，从而提供互补视角。

影像中日冕背景那层淡黄色辉光，并非喷发本身，而主要源于可见阳光在太阳外层大气的自由电子上发生散射所产生的持续亮度。即便在没有明显爆发活动时，这种散射光也能揭示日冕的整体结构和形态，为研究日冕磁场分布和大尺度动力学提供重要线索。

为了在太空中维持这样一个“人造日全食”观测系统，两颗“普罗巴-3”卫星配备了高精度的在轨测位和编队控制系统，可以在飞行过程中保持极其严格的相对位置和指向。这种能力意味着科学家首次能够在较长时间尺度上、以高时间分辨率，系统性地观测太阳最内层日冕区域，填补了地面日食观测和其他空间日冕仪之间长期存在的观测空白。随着“普罗巴-3”任务持续运行，研究人员有望更深入理解太阳大气加热机制、磁场重联过程以及导致日冕物质抛射等空间天气事件的触发条件。

编译自/ScitechDaily