北京时间2022年10月9日7时43分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将“夸父一号”(先进天基太阳天文台)卫星发射升空,卫星成功进入预定轨道,夸父逐日的神话照进了现实。
夸父一号是一颗围绕地球运行的卫星,专职观测和研究太阳。为了避免跨过晨昏线后在地球的黑夜一侧无法观测太阳,夸父一号选择了一条极为特殊的运行轨道:距离地面约的太阳同步晨昏轨道,如图所示。该轨道的轨道面和地球晨昏线始终近似重合,这样夸父一号几乎可以永沐阳光,利用装备的太阳能电池板可以得到充足且持续的能源供给,始终保持对太阳的观测。
太阳耀斑是太阳活动的重要表现,是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程。太阳耀斑爆发时,释放出的能量将由耀斑爆发处向远离太阳的各个方向传播,其辐射出的电磁波的波长横跨整个电磁波谱。探测耀斑爆发时产生的X射线是目前研究太阳耀斑的主要方式之一,夸父一号配备了X射线成像仪,可观测并记录太阳耀斑的爆发过程。
在地球大气层外,距太阳处,在单位时间内单位面积上接受到的软X射线(是X射线的一种,波长在范围内的电磁波)辐射能量的最大值,被称为软X射线峰值流量,用符号表示,单位为 , 也可表示为。我国气象部门按照的数值大小将太阳软X射线耀斑分成五个强度级别,分别为A、B、C、M和X,详见下表。其中A、B、C、M每个级别可细分为90级,如A级从开始,每增加 , 耀斑的强度级别增加0.1,比如A1.7级,表示软X射线峰值流量为。再比如M2.8级、表示软X射线峰值流量为。X级别不设上限,如X26级,表示软X射线峰值流量为。
表 太阳软X射线耀斑强度级别单位:
强度级别 | 流量范围 |
A | |
B | |
C | |
M | |
X |
2024年1月1日,夸父一号成功地记录了第25太阳活动周的一次耀斑,级别为X5级。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)为了实现对太阳的不间断观测,夸父一号选择的轨道是;
(2)历史上最大的太阳耀斑是2003年观测到的X28级,它释放的软X射线峰值流量是2024年1月1日观测到的X5级太阳耀斑的倍;
(3)若某次太阳耀斑释放的软X射线功率峰值为 , 则根据太阳软X射线耀斑强度级别表,可知此次太阳耀斑的强度级别为级。(提示:半径为r的球体表面积S=4πr2 , π取3)。