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现在,程鑫已是一位父亲,日常他必须在工作和生活之间平衡,幸好有妻子的全力支持,这让程鑫有了更多时间投入科研工作。当问到程鑫未来的目标是什么时,他说是带领研究生在太阳爆发领域多取得些突破性的成果,为我国空间天气预报提供理论支撑。
“使者”助力未来研究
科学研究离不开高质量的数据,尤其对太阳和空间物理、空间天气学而言。程鑫介绍,为揭开笼罩在太阳头上的神秘面纱,获取高质量数据,人类朝太阳派出了不少“使者”。自1995年起,包括SOHO、TRACE、RHESSI、Hinode、STEREO、SDO、IRIS等太阳观测科学卫星被相继发射,这些科学卫星各个身怀绝技,除TRACE和RHESSI已退役外,其他5颗卫星都在轨正常运行,继续为人类揭示太阳的奥秘。
让程鑫兴奋的是,2020年2月10日,欧洲航天局和美国国家航空航天局携手研制的“太阳轨道飞行器”(以下称“太阳轨道器”)成功发射,它将首次从高纬度给太阳拍照,揭示太阳极区磁场的奥秘。“这是继2018年升空的‘帕克’太阳探测器(以下称‘帕克’)后,人类近期朝太阳派遣的第二位使者。‘帕克’比‘太阳轨道器’能更近距离触摸太阳,研究太阳风如何产生,但缺点是它没有相机给太阳爆发源区拍照;而‘太阳轨道器’可以弥补这个缺点,它与太阳距离适中,能对太阳进行远程拍照及原位测量。‘太阳轨道器’将与‘帕克’双剑合璧,刷新我们对太阳爆发的认识。” 然而“太阳轨道器”的成功发射,并不意味着人类探测太阳脚步的停歇。未来10年,人类还将发射更多太阳探测卫星,中国的“先进天基太阳天文台”(ASO-S)和南京大学的“Ha望远镜”就是其中两个。
据程鑫介绍,A S O-S是我国太阳物理界自主提出的一个太阳空间探测卫星计划。它以太阳活动第25周峰年作为契机,将实现我国太阳卫星探测零的突破。ASO-S的科学目标简称为“一磁两暴”,“一磁”即太阳磁场,“两暴”即太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑爆发和CME,即观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和CME的起源及三者之间可能存在的因果关系。
为实现这样的目标,ASO-S上共安排了3个主要载荷:全日面矢量磁像仪用来观测太阳光球矢量磁场;太阳硬X射线成像仪用来观测太阳耀斑非热物理过程;莱曼阿尔法太阳望远镜主要用来观测CME的形成和早期演化。ASO-S独特的载荷组合将首次实现在一颗卫星上同时观测太阳全日面矢量磁场、太阳耀斑高能辐射成像和CME的近日传播,力争在太阳物理前沿领域“一磁两暴”观测和研究方面取得重大突破,揭示太阳磁场演变导致太阳耀斑爆发和CME的内在物理机制,在拓展人类知识疆野的同时,也为人类生存环境有重大影响的空间天气提供预报的物理基础。
有这些太阳观测设施的助力,程鑫对未来的研究充满信心。在接下来的工作中,他将把CME的初發、CME磁绳的三维演化、磁重联物理作为自己研究的重点,帮助提高当前空间天气的预报水平。另外,基于太阳爆发的研究经验,他也将探索类太阳恒星的爆发过程。程鑫说:“我们不能阻止太阳风暴,就像不能阻止地震和火山爆发一样。但是,我们却可以提前预报它,将危害减至最轻。”
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专家简介
程鑫,南京大学天文与空间科学学院副教授,博士生导师。2012年获南京大学天文学博士学位,2010年9月至2011年12月在美国乔治梅森大学联合培养,2019年2月至2019年8月在德国马普太阳系研究所做洪堡学者。主要研究方向为日冕物质抛射、磁场重联、太阳射电暴、空间天气预报等。在Nature Communications和ApJ等天文学主要期刊发表论文70多篇,引用1800多次。2013年获美国地球物理学会“Sunanda and Santimay Basu Early Career Award”,2015年获第五届中国天文学会“黄授书奖”。