太阳真相
丽贝卡·博伊尔关于 4 月 8 日日全食的信息丰富的文章“日全食来了”在“我们的太阳肖像”图表中描述了太阳日冕中不同温度的物质。其中,它提到了“温度达到或超过 2000 万 K [开尔文] 的炽热耀斑等离子体”。方框文字指出太阳核心温度为 1500 万 K,我想知道当核心是太阳能量产生的主要来源时,该等离子体怎么会高出约 500 万 K。
罗伯特·沃尔蒂,弗吉尼亚州斯蒂芬斯城
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博伊尔说“日食是科学家研究太阳日冕的最佳方式之一”。我以为基于卫星的仪器可以通过遮挡太阳盘来研究太阳日冕。是否有目前卫星上没有的地面仪器?
大卫·伦恩,英国德文郡
博伊尔回复:回复沃尔蒂:太阳的核心是我们恒星中最持续高温的部分。但是,太阳磁力线之间的相互作用会在太阳日冕或外层大气中产生强烈的能量爆发,称为太阳耀斑,它们确实可以达到 2000 万 K 或更高的温度。日冕本身的总体温度约为 100 万到 200 万摄氏度,很难理解为什么它比太阳表面高得多,太阳表面只有 6,000 摄氏度。磁活动可能是太阳超高温大气的来源。
回答伦恩:日食是研究太阳大气层的最佳方式。地球和卫星上的望远镜可以使用日冕仪,这是一种可以阻挡太阳盘同时留下大部分大气层可见的仪器。但是日冕仪可能会阻挡靠近地表的重要太阳大气层部分。在大气层的“过渡区”,即最靠近地表的区域,温度急剧升高,太阳等离子体的性质也会发生变化。该区域是理解主要太阳现象(如太阳风,更不用说称为日冕物质抛射的带电粒子云)的关键。(虽然少数航天器已经能够研究该区域,但在日食期间进行的地面观测非常有用,并且在某些方面更易于访问。)更重要的是,大多数地面日冕仪都会被白天的天空冲刷掉,这会掩盖日冕的许多特征。
日食也可以用作校准工具,使我们能够将事件期间太阳或背景恒星的数据与“常规”观测数据进行比较。之前的日食揭示了 1868 年太阳大气层中的氦,并帮助证明了爱因斯坦广义相对论在 20 世纪初预测的光的引力弯曲。在 2024 年 4 月的日食期间,NASA 科学家测量了月球滑过太阳前方时太阳的无线电波。通过计算无线电信号的差异,科学家们希望了解产生这些信号的太阳磁场的强度,这可能会深入了解太阳黑子。
激光范围
菲尔·普莱特的“巨型望远镜时代”[宇宙] 中的照片标题提到,智利的极大望远镜 (ELT) 将使用激光创建人工恒星。文章没有提供有关此内容的更多信息。激光是校准系统的一部分还是用于其他用途?
乔纳森·兰姆,南卡罗来纳州查尔斯顿
普莱特回复:激光用于微调望远镜的分辨率。它们发出非常特定的颜色,这种颜色会被地球表面上方约 90 公里处大气层薄层中的钠原子吸收。原子通过发光来响应,从而产生非常小的光点——一颗明亮的人工恒星。ELT 测量光线穿过我们大气层时光点的变化,并使用这些数据快速变形光路中的一面镜子。镜子形状的变化抵消了恒星的“闪烁”,从而更好地聚焦望远镜,使其能够看到宇宙物体中更精细的细节。这个过程称为自适应光学,现在非常普遍。它应该使 ELT 具有令人难以置信的清晰视觉,甚至比哈勃太空望远镜更好。
“我们必须积极地从空气中去除二氧化碳,以使全球平均气温保持在工业化前平均水平之上两摄氏度以下。”
—沃尔克·西克密歇根大学
碳捕获
在“[观察站]”中,内奥米·奥雷斯克斯对她所指的“碳捕获”(正如今天通常实践的那样)提出了有效的批评。但如果我们放弃这种方法的未来,人类将损失惨重。
奥雷斯克斯明智地强调,目前大多数被归类为碳捕获的努力都在助长而不是对抗气候变化。“提高石油采收率”的漂绿做法的盛行正在掩盖一项对短期内纠正我们的碳轨迹并在最终迎来新的循环碳经济至关重要的技术:碳捕获和利用 (CCU)。
我们一直使用“碳”作为“二氧化碳”的缩写。但是,利用所做的是将二氧化碳化学转化为可用的碳,这对于我们每天依赖的产品至关重要。目前,大多数碳来自化石来源。为了实现净零排放,我们将需要在其他地方获得碳,而生物质无法满足全球碳需求。直接空气捕获虽然目前成本很高,但为长远发展提供了解决方案。利用降低了净成本:捕获的碳没有被封存,而是成为生产有价值产品的原料,例如肥料、航空燃料、塑料甚至混凝土。
尽管减少碳排放和扩大可再生能源规模必须是优先事项,但仅靠它们本身是不够的。我们必须积极地从空气中去除二氧化碳,以使全球平均气温保持在工业化前平均水平之上两摄氏度以下。碳捕获必须是解决方案的一部分。
沃尔克·西克教授,机械工程,密歇根大学,全球二氧化碳倡议主任
奥雷斯克斯回复:我的论点不是反对尝试寻找碳的用途。如果我们能够使 CCU 工作,那将是很棒的。然而,人们已经谈论了几十年,但还没有人找到盈利的方法。我的论点是关于重点,特别是关于我们如何使用纳税人的钱。
如果私营部门的行为者有捕获、储存或利用碳的想法,我完全赞成。但他们应该投资自己的钱。我们应该将纳税人资金集中在我们知道有效的方法上:用能源效率和可再生能源取代化石燃料。我们现在正在为气候损害付出代价。我们也不应该被期望为行业的废弃物付费。
勘误表
丽贝卡·博伊尔的“日全食来了”错误地将太阳最外层称为包括“色球层(过渡区)”。色球层和过渡区是单独的层。
乔耶塔·古普塔和信息设计实验室的“安全和公正的地球”应以微克/立方米而不是微克/平方米来描述世界卫生组织关于细颗粒物污染的标准。
在菲尔·普莱特的“当我们发现地球 2.0 时,接下来会发生什么?”[宇宙,五月]中,地球大小的系外行星的插图应归功于艾伦·外星人/阿拉米库存照片。