太陽正在醒來，而世界上最大的太陽望遠鏡正在觀察它！
科學家們很快將解開更大的謎團
隨著世界上最大太陽望遠鏡的正式啟用，科學家們已經迫不及待地想要觀察愈發活躍的太陽，以及加深對宇宙氣候威脅的了解。
DKIST太陽望遠鏡位於夏威夷，聯同其他的太陽望遠鏡（其中最知名的是NASA的帕克太陽探測器以及ESA的太陽軌道飛行器），於今年年初啟用觀測。在兩個方面上來說，啟用的時間非常合適：太陽的活躍程度正在增加，且天文愛好者們將可以在2023和2024兩年中看到日蝕。
「我們將迎來一個激動人心的一年半，」加里·布萊克在美國地球物理聯合會（AGU）上周二（十二月十三號）在芝加哥及線上舉行的新聞發布會上說。他是國家太陽天文觀測台的項目總監，這其中就包括了DKIST。
DKIST位於毛伊島上，隸屬於美國國家科學基金會NSF。對太陽大氣層的上半部分（或日冕）的觀測功能包含在了它的設計中，主要用於觀測太陽的磁場。
「DKIST太陽望遠鏡善於放大那些局部非常重要的細節，」布萊克說。「現在我們具備了比較理論與實際上太陽表面的能力，這實在是振奮人心，這一定能推進科學的前進。」
太陽望遠鏡的處女作是些極好的照片，內容是位於太陽表面的爆米花似的米粒組織，發布於2020年一月，儘管新冠把DKIST的啟用推遲至今年。DKIST在十二月十二號發布了它的第一組數據，以及觀測所得的最新視頻。
視頻中展示了色球層上的米粒組織，就在太陽可見表面的上方。「你能看見正在發生的這一系列美妙的動態，」布萊克說。在每一個米粒中，炎熱的等離子體從太陽中心升騰起來，冷卻後再沿著米粒之間的網格墜落回去。
科學家們認為這些米粒組織是太陽未解之謎中的關鍵一環：為什麼日冕有如此高溫？太陽可見的表面 —— 也被稱為色球層 —— 它的溫度在7,460 到11,000華氏度之間 （4,125 到 6,125 攝氏度）。但在日冕中，溫度可飆升至350 萬華氏度（200攝氏度）。
「這就好比在你離開一個壁爐後，它變得有原先的一百倍熱，」在NASA馬里蘭州戈達德太空飛行中心工作的天體物理學家尼古萊·懷爾在新聞發布會上說。
那個灼熱的謎團不僅吸引了DKIST的注意，同時關注它的還有2018年發射的NASA的帕克太陽探測飛船，以及2020年發射的NASA/ESA 聯合太陽軌道飛行器。這三個項目已經開始合作，且DKIST發布的新視頻就來自於這個夏天與帕克太陽探測儀的合作 —— 具體說來，就是六月一日那次經過太陽的近距離飛行。
米粒組織或許也在第二個謎團中發揮了作用。太陽風是一股持續從太陽流入宇宙的帶電粒子流，有著一百萬英里每小時的速度(160萬公里/小時),懷爾說道，儘管科學家們並不確定這些粒子是怎麼變得這樣快的。「所以等離子體不停地攻擊著地球。我甚至還沒講到太陽風暴呢，」懷爾說道。「這只是普通一天中的太陽。」
來自太陽的氣象
理解太陽的工作機制並不只是個學術上的問題。儘管距離它有九千三百萬米遠（1500千米），太陽的一舉一動都在通過一系列的現象影響著地球上的生命 —— 科學家們稱它們為宇宙氣象。
宇宙氣象包括了大量電磁輻射的爆發，稱為太陽耀斑，以及向宇宙射出大量等離子體的活動 ——日冕物質拋射(CMEs)。宇宙氣象事件的頻率正隨著11年的太陽周期而上升，變得更加激烈；最近，太陽的活動次數變得更頻繁，而根據預測，太陽活動的最高峰是2025年。
宇宙氣象會傷害到國際空間站里的太空人、破壞工作中的衛星，以及干擾無線電通訊；強烈的宇宙氣象甚至會破壞地球上的電網。
「了解宇宙氣象對我們全球的經濟都很重要，因為太陽風暴能夠影響我們日常所依賴的高科技，」 埃爾賽義德·塔拉特在發布會上說。塔拉特是美國國家海洋和大氣管理局衛星數據項目、規劃和分析辦公室的總監。
他提到SpaceX在二月份的教訓，那時有40個屬於星鏈網際網路的衛星在發射後不久就燒毀於大氣層，起因是一次太陽風暴提升了衛星們原本所在海拔的大氣層的密度。「哪怕是溫和的宇宙氣象活動都會對我們不利，因為我們正在通過基礎設施推動科技的發展。」
這就是為什麼科學家們想要能夠預測宇宙氣象，就像我們地球上的天氣一樣：為了未雨綢繆。但是現在，科學家們對太陽的了解並不足以讓他們能做出任何預測。
「基本上我們現在只能在觀測到太陽上的爆炸時才做出反應，」塔拉特說。任何天氣預報都不想要這種效果。「我們真正想做到的是預測太陽風暴的能力，」他說。「而這意味著我們知識的強大躍進。」
科學家們知道從太陽發散出的任何物質都需要三天的時間到達地球，他們可以大致了解哪些活動可能會向我們襲來。另外，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）也在運行著深空氣候觀測衛星DSCOVR（發射於2015年）。DSCOVR駐留在距地球大概100 萬英里（150 萬公里）的太空，朝向太陽，它能夠在任何東西飛來的15分鐘（至多一個小時）前發出預警。
這很難算是預報。「在達到預期效果之前，我們顯然需要做很多科學工作，」塔拉特說。
日蝕
幸好，太陽系會在接下來的幾年裡給科學家們提供兩次耐人尋味的契機。
天文觀測者們開始準備不久後的兩次日蝕：一次是2023年十月將經過美國西部的日環食，以及一次2024年四月將從墨西哥開始，然後從美國南部到東北部可見的日全食
日蝕是天文奇觀，但他們同時也是稀有的探索機會，因為月亮擋住了太陽的主體，讓科學家們能夠真正瞥見纖細的日冕。DKIST裝載有了一個模仿日蝕的裝置，叫日冕儀，但是人工日食並不能與真正的日蝕相媲美。懷爾說，「月球天生能勝任這項工作，」 尤其是日全食可以讓我們更好地觀察中日冕。
美國的觀測者們在 2017 年八月穿越該國的日全食期間瞥見了日冕。當時，太陽很安靜，接近其活動周期的低點，即 2019 年底。
「與 2017 年日食形成鮮明對比的是，2024 年日食將接近太陽活動高峰期，這將是一個非常酷的時機，因為兩次日食處於太陽周期的不同時段，」懷爾說。「這是一件很酷的事情，我們以相同的方式但在其周期的不同階段看到它。
BY:Meghan Bartels
FY: zexiblingblingbra
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