NASA等了11年的觀測(cè)，竟被一根破裂的水管逼停了

我們看過許多震撼的太陽圖像，比如這張說不上是邪惡還是可愛的“太陽微笑.jpg”，以及很多動(dòng)態(tài)高清的視頻。

圖片來源：NASA/GSFC/SDO

這些標(biāo)志性的高清影像多來自太陽動(dòng)力學(xué)觀測(cè)臺(tái)（Solar Dynamics Observatory，SDO）。自 2010 年升空以來，SDO 一直注視著太陽，它收集了大量寶貴的數(shù)據(jù)，大多存儲(chǔ)在美國(guó)斯坦福的聯(lián)合科學(xué)操作中心（JSOC）的服務(wù)器中。這些數(shù)據(jù)不僅能讓觀眾看到每一天的太陽圖像，也始終在監(jiān)測(cè)即將到來的太陽風(fēng)暴信號(hào)。

去年 10 月初，美國(guó)航空航天局（NASA）正式確認(rèn)，太陽已經(jīng)進(jìn)入其 11 年活動(dòng)周期的極大期（solar maximum），這是太陽黑子、耀斑、日冕物質(zhì)拋射（CME）等事件最為活躍的時(shí)期。這也讓 SDO 的太陽監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。研究者無不為此摩拳擦掌，試圖通過不同的太陽探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并收集各個(gè)維度的數(shù)據(jù)，以更好地理解太陽物理。但一根破裂的水管卻讓 SDO 的數(shù)據(jù)服務(wù)在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期中斷了。

圖片來源：JSOC archive

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2024 年 11 月 27 日，JSOC 團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一篇日志表示：11 月 26 日，服務(wù)器所在的房間中，有一條約 10 厘米（4 英寸）口徑的冷凝水管破裂，導(dǎo)致 JSOC 房間里的積水達(dá)到幾英寸深，嚴(yán)重?fù)p壞了建筑物內(nèi)的許多電子設(shè)備，其中就包括存儲(chǔ)和分發(fā) SDO 兩臺(tái)核心儀器數(shù)據(jù)的服務(wù)器，它同時(shí)也是過渡區(qū)成像攝譜儀（IRIS）的服務(wù)器。截至第二天，房間里雖然已排干水，但各種物品仍是潮濕的，且有多處漏水點(diǎn)仍在破壞電子設(shè)備。

事故發(fā)生后，JSOC 團(tuán)隊(duì)立即創(chuàng)建了一個(gè)緊急資源頁面，為可能需要數(shù)據(jù)的用戶更新可用信息，但情況實(shí)在過于嚴(yán)峻，所有存檔數(shù)據(jù)暫時(shí)都無法訪問，實(shí)時(shí)科學(xué)數(shù)據(jù)處理和分發(fā)也暫時(shí)中斷了。盡管空間軌道上的 SDO 和 IRIS 仍能正常運(yùn)行，也在按照計(jì)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，且收集到的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，但這篇看上去就像“啪，全都沒了！”的公告，還是讓人感到一絲“草臺(tái)班子”式的荒誕。

太陽“攝影師”

美國(guó)航空航天局（NASA）于 21 世紀(jì)初提出了“與星共舞”（Living With a Star，LWS）計(jì)劃，旨在通過一系列太陽探測(cè)任務(wù)理解太陽對(duì)太陽-地球系統(tǒng)等各方面的影響，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間天氣的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。而 2010 年 2 月發(fā)射的 SDO 正是該計(jì)劃的第一項(xiàng)任務(wù)，它最主要的科學(xué)目標(biāo)是從多個(gè)波段觀測(cè)太陽，理解太陽動(dòng)力學(xué)，收集有關(guān)太陽磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)測(cè)太陽輻射的變化。

圖片來源：NASA

太陽的種種活動(dòng)，不論大小，都會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生影響。但生活在地球上的我們，卻對(duì)母星仍存在許多疑問。

比如，驅(qū)動(dòng)太陽約 11 年活動(dòng)周期的機(jī)制是什么？太陽如何將儲(chǔ)藏的磁能釋放到日球?qū)?？小尺度的磁重?lián)如何影響了大規(guī)模的湍流，它們是否導(dǎo)致了太陽日冕的異常高溫？哪些磁場(chǎng)配置會(huì)導(dǎo)致日冕物質(zhì)拋射、耀斑等活動(dòng)？地球附近太陽風(fēng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力是否能通過太陽表面的磁場(chǎng)和大氣結(jié)構(gòu)確定？最重要的是，是否能通過監(jiān)測(cè)太陽表面的活動(dòng)，可靠地預(yù)測(cè)太空天氣？

為了探索這些與太陽動(dòng)力學(xué)有關(guān)的疑問，SDO 攜帶了三臺(tái)科學(xué)儀器——日震和磁像儀器（HMI）、極端紫外變異性實(shí)驗(yàn)（EVE）以及大氣成像組件（AIA）——不僅能在秒到年這樣的時(shí)間尺度上連續(xù)觀測(cè)太陽活動(dòng)，也能從多個(gè)波段觀測(cè)太陽內(nèi)部、光球?qū)拥饺彰岬幕顒?dòng)。

圖片來源：NASA

其中的 AIA，可以在 7 個(gè)極紫外通道中提供對(duì)太陽色層和日冕的連續(xù)觀測(cè)，能顯示從 2 萬開爾文到 2 千萬開爾文的溫度變化。也正是通過這臺(tái)儀器，我們才能在研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的“今日太陽”（The Sun Today）網(wǎng)站，看到自 2010 年 5 月以來每一天的太陽圖像。

EVE 則更關(guān)注太陽輻射光譜的變化。太陽發(fā)射的高能極紫外光子（EUV）能夠加熱地球高層大氣形成電離層，但 EUV 輻射總是在持續(xù)變化，而這種變化又極大地影響著大氣加熱、衛(wèi)星阻力、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。此外，HMI 可以通過多個(gè)濾光器，對(duì)太陽磁場(chǎng)進(jìn)行精密測(cè)量，這些數(shù)據(jù)能幫助研究者建立太陽內(nèi)部動(dòng)力學(xué)與磁活動(dòng)之間的關(guān)系。

相比身兼數(shù)職的 SDO，NASA 在 2013 年 6 月發(fā)射的 IRIS 只是一個(gè)小型探測(cè)器，它主要使用太陽望遠(yuǎn)鏡和光譜儀來探索太陽的色球?qū)?/strong>——位于太陽光球?qū)优c日冕之間的復(fù)雜界面，是理解太陽將能量傳輸至太陽風(fēng)的關(guān)鍵區(qū)域，也是理解恒星大氣層的“代表”。