太陽軌道飛行器任務製作了前所未有的高解析度太陽影像，展示了太陽磁場和等離子體運動之間複雜的相互作用。 這些影像包括太陽黑子和日冕的細節，加深了我們對太陽現象的了解。

這裡顯示的太陽表面三幅圖是根據歐空局領導的太陽軌道飛行器任務於2023 年3 月22 日進行的測量繪製的。 從左到右依序為可見光下的太陽、太陽的磁場圖以及太陽可見表面物質的視線速度和運動方向圖。 這些是太空船的偏振和日震成像儀（PHI）首次對太陽進行的高解析度全圓盤觀測。 圖片來源：ESA & NASA/太陽軌道器/PHI 小組

請仔細看看太陽軌道器於2023年3月22日拍攝的四個令人驚嘆的太陽新影像。 這些影像是利用太空船的PHI（偏振和日震成像儀）和EUI（極紫外線成像儀）儀器拍攝的，提供了前所未有的細節。 PHI 影像提供了有史以來最清晰的太陽可見光錶面全貌，繪製了其錯綜複雜的磁場和表面運動圖。 相較之下，EUI 影像揭示了發光的外部大氣層，即日冕。

太陽是太陽系中最具活力和最複雜的天體，人們從未如此詳細地觀察過它。 歐空局領導的太陽軌道器任務使用六台先進的成像儀器研究太陽，剝開太陽的層層結構，揭示其多面性。

透過這些最新觀測，太陽軌道器提供了迄今為止最詳細的太陽可見光錶面或光球層影像。 PHI 儀器不僅能捕捉可見光影像，還能測量磁場方向並追蹤表面物質的速度和運動。 透過這些洞察力，我們可以一窺太陽不斷變化的行為。

藝術家的概念圖顯示太陽軌道器靠近太陽。 圖片來源：美國太空總署戈達德太空飛行中心概念圖像實驗室

PHI 對光球層的測量結果可以直接與2023 年3 月同一天由極紫外成像儀（EUI）拍攝的高解析度影像合成的太陽外層大氣（日冕）新影像進行比較。 極紫外線成像儀以紫外線對太陽進行成像。

“太陽的磁場是了解我們的母星從最小到最大尺度的動態性質的關鍵。太陽軌道器的PHI儀器繪製的這些新的高分辨率地圖非常詳細地展示了太陽表面磁場和磁流的美麗。 “太陽軌道器計畫科學家丹尼爾-穆勒（Daniel Müller）指出：”與此同時，它們對於推斷太陽熱日冕中的磁場也至關重要，我們的EUI儀器正在對日冕進行成像。

這張影像顯示了可見光下的太陽。 它是由太陽軌道器太空船上的偏振和日震成像儀（PHI）於2023 年3 月22 日拍攝的。 本儀器收集波長為617 奈米的紅光。 您看到的是太陽的可見光錶面，也稱為光球層。 太陽的幾乎所有輻射都來自這一層，其溫度在4500 到6000 °C 之間。 在它的下面，炙熱、緻密的等離子體在太陽的”對流區”中攪動，這與地球地函中的岩漿並無二致。 這張圖片中最引人注目的是太陽黑子。 這些黑子看起來就像光滑表面上的黑點或小孔。

放大PHI 的詳細可見光影像（上圖），可以看到太陽”表面”的真實面目：不斷移動的發光、熾熱等離子體（帶電氣體）。 太陽的幾乎所有輻射都是從這一層發出的，其溫度在4500 到6000 °C 之間。 在它的下面，炙熱、緻密的等離子體在太陽的”對流區”中攪動，這與地球地函中的岩漿並無二致。 由於這種運動，太陽表面呈現顆粒狀。

然而，影像中最引人注目的特徵是太陽黑子。 在可見光影像中，這些黑子看起來就像原本光滑表面上的黑點或小孔。 太陽黑子比周圍環境更冷，因此發出的光更少。

這張圖顯示了太陽圓盤磁場的視線方向。 這種地圖也被稱為”磁圖”。 它是2023 年3 月22 日由太陽軌道器航天器上的極坐標和日震成像儀（PHI）測量的。 這張地圖顯示，太陽磁場集中在太陽黑子內部和周圍。 太陽黑子所在之處的磁場要麼向外（紅色），要麼向內（藍色）。 其他地方的磁場要小得多，用灰色（無磁場）、黃色或綠色（小磁場）表示。 強磁場抑制了太陽中的對流，因為帶電粒子被迫跟隨磁場而不是熱混合對流。 因此，太陽黑子比周圍環境更冷。 圖片來源：ESA & NASA/太陽軌道器/PHI 小組

PHI 的磁圖（上圖）或”磁圖”顯示，太陽的磁場集中在太陽黑子區域。 太陽黑子所在區域的磁場要麼向外（紅色），要麼向內（藍色）。 強磁場解釋了為什麼太陽黑子內部的等離子體較冷。 通常情況下，對流會將太陽內部的熱量轉移到太陽表面，但帶電粒子被迫沿著太陽黑子內部和周圍的密集磁場線移動，從而破壞了對流。

太陽表面物質的移動速度和方向可以從PHI 的速度圖（下圖）看出，速度圖也稱為”轉速圖”。 藍色表示向太空船移動，紅色表示遠離太空船。 該圖顯示，雖然太陽表面的等離子體通常會隨著太陽繞其軸線的整體旋轉而旋轉，但它們會被推向太陽黑子周圍的外側。

這張速度圖也稱為”測速圖”，顯示了太陽可見表面物質的視線速度和運動方向。 藍色區域向航天器移動，紅色區域向航天器移動。 這是2023 年3 月22 日太陽軌道器太空船上的極座標和日震成像儀（PHI）測量到的。 這張地圖清楚地顯示了太陽繞其軸心的旋轉，同時也顯示了太陽黑子周圍的物質是如何被甩出的。 這些太陽黑子是由磁場突破太陽可見表面（光球層）造成的。 圖片來源：ESA & NASA/太陽軌道器/PHI 小組

最後，EUI 的太陽日冕影像（下圖）顯示了光球上方的情況。 在活躍的太陽黑子區域上方，可以看到發光的等離子體伸出。 百萬度等離子體沿著太陽伸出的磁場線運動，通常會把鄰近的太陽黑子連接起來。

這張高解析度影像顯示了紫外線下的太陽，揭示了太陽的上層大氣–日冕。 它是由太陽軌道器的極紫外線成像儀（EUI）儀器拍攝的，由2023年3月22日拍攝的影像拼接而成。 這張影像中最引人注目的特徵是來自太陽表面活躍區域的亮線和環線。 這些特徵與太陽軌道器的偏振和日震成像儀（PHI）在同一天拍攝的可見光影像、磁圖和速度圖中看到的太陽黑子區域相符。 圖片來源：ESA & NASA/太陽軌道器/EUI 小組

這些影像是在太陽軌道器距離太陽不到7400萬公里時拍攝的。 如此接近太陽意味著PHI 和EUI 拍攝的每張高解析度影像只能覆蓋太陽的一小部分。 在拍攝每張影像後，太空船需要傾斜和旋轉，直到拍攝到太陽表面的每個部分。

為了獲得這裡展示的全圓盤影像，所有影像都像馬賽克一樣拼接在一起。 PHI 和EUI 馬賽克影像各由25 張影像組成，拍攝時間超過四小時。 在完整的馬賽克影像中，太陽圓盤的直徑幾乎達到8000 像素，顯示出令人難以置信的大量細節。

取得PHI 馬賽克所需的影像處理是一項全新的工作，難度很高。 現在已經完成了一次，今後處理資料和拼接馬賽克的速度會更快。 PHI 團隊希望能夠每年提供兩次這樣的高解析度鑲嵌圖。

太陽軌道器是歐空局和美國國家航空暨太空總署之間的一項國際合作空間任務，由歐空局負責運作。

編譯自/ ScitechDaily