科学家发现卫星上云层过滤器之谜的答案_复出消息：快报最新消息 这项岗位改进了过去的模型
NIST科学家运用评测和建模来阐释为什么某些面向太阳的卫星上的铝过滤器随着时间的推移变得神秘莫测。在新的NIST模型中，水蒸气或许从仪器附近的热毯中释放出来。这项岗位改进了过去的模型，过去的模型没有考虑紫外线辐射的作用，所以预测的复出消息：快报氧化物生长要少得多。为知晓决这个难题，NIST团队提议前方的仪器包含一层碳来阻止铝离子的移动，并部署阻止水蒸气进入的管道。Credit: Sean Kelley/NIST
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Jennifer Lauren Lee, National Institute of Standards and Technology）：在一些面向太阳的卫星上发生了一件神秘的事情，来自全国规范与技术探究所(NIST)和大气与空间物理评测室(LASP)的科学家们正探究这个难题。该团队一直试图找出是什么遮蔽并损害了微小的薄金属膜的表现，该膜在阳光进入监测太阳紫外线(UV)的探测器时过滤阳光。
这些探测器可以警告我们快要到来的太阳风暴——来自太阳表面的辐射爆发——或许会到达地球，暂时中断通信或干扰GPS读数。
上一年，一文读懂realme体验该团队推翻了流行的理论:这种云是卫星上堆积的有机来源的碳在过滤器表面的积累。
如今，在一系列的三篇新论文中，来自NIST和LASP的同一个团队为他们觉得的真正的罪魁祸首提出了强有力的理由:水引发的氧化，加上来自太阳的紫外线，形成了一层厚厚的氧化铝层——比过去觉得的或许厚得多——阻挡了入射的光线。
身为奖励，探究人员觉得他们已然确定了水的来源:热毯，用于控制航天器上仪器的温度。这些信息可以合作科学家改进依赖这种过滤器的前方卫星的表现，也许可以经由添加设备来限制过滤器暴露在隔热层周围的区域，或者经由使用各异的材料身为过滤器本身的一若干。
三篇论文中的第一篇发表在今日的《太阳物理学》杂志上。
“据我所知，我们024折叠屏合集唯一的人看过滤器氧化由于暴露在紫外线下，”NIST的查尔斯塔里奥说。
NIST大学物理学家罗伯特·伯格说，证明水是导致这一难题的缘由“有点像是一记组合拳”。“第一拳从物理上表明，这种关乎水的化学过程或许会导致相似于我们在卫星上实际目睹的状况。第二个要点是，一旦你兴办了一个把一切都考虑在内的理论模型，那么这些数字就会和我们在卫星上目睹的数字在数量上吻合。
“把一切放在一起，我深信不疑，”伯格说。"水是过滤器退化的缘由."
#NoFilter
太阳形成的大多数光都是可见的，范围从波长约为750纳米(纳米，十亿分之一米)的红光到波长约为400纳米的紫光。在其他波长中，盘点智能手机解读太阳也发出相对些许的极紫外(EUV)光，这种光从100纳米延伸到10纳米，这种波长对人眼来说太短了。
尽管很小，但EUV通讯很有用，由于它与太阳耀斑一起呈现尖峰，或许会中断地球上的通信或导致GPS呈现难题。在更具破坏性的现象(如日冕物质抛射)到达地球之前，EUV通讯还可以提前几个小时乃至几天提醒科学家。这些带电粒子爆炸会使电线过载，或者增多机组人员和乘客的辐射暴露。
面向太阳的空间探测器上的一个核心设备是铝过滤器，每个都比邮票小，可以阻挡除17纳米和80纳米波长之间的EUV光以外的所有光。
尽管它们在太空中着手了它们的日常，在它们的范围内传输众多的EUV光，但在短短几年内，它们或许会失去众多的传输能力。例如，一个过滤器可以让50%的30纳米EUV光经由测试器。这个数字或许会在一年内下降到25%，五年内下降到10%。
科学家觉得，一定是某种未知物质在生长或沉积在过滤器上，导致它们在短短几个月内变暗，并限制了进入探测器的光量。最首要的理论是，碳从仪器本身排出，沉积在过滤器上。
当NIST和LASP的岗位人员上一年反驳这一说法时，他们将注意力转向了他们觉得更有或许的阐释:氧化过程，其中水分子(H2O)中的氧原子与过滤器本身(Al)中的铝原子结合，形成一层含混的氧化铝(Al2O3)。(顺便说一句，地球上所有的铝物体，从汽水罐到煎锅，都天然地覆盖着一层薄薄的氧化铝。)
科学家们已然得知，在有水的状况下，将铝表面暴露在紫外线下，可以在自然形成的氧化层之外生长出额外的氧化层。但是没有现有的理论可以阐释氧化铝是如何变得足够厚从而导致这种浑浊难题的。
探究人员确定彻底探索水的存在如何作用过滤器，以确定到底发生了什么。
冲浪了
NIST的探究人员想在一个可控的生态中评测他们的水理论:一台能有效让他们创造太空天气的机器。该设备被称为NIST同步加速器紫外辐射设备(SURF)，是一个房间大小的粒子加速器，使用强大的磁铁在环中移动电子。这种运动形成EUV光，可以经由专门的镜子转向，撞击目标，如正评测的卫星滤波器。
尽管将他们的样品过滤器暴露在评测室制造的紫外光下长达20天，他们还是无法生长出足够厚的氧化层来阐释真实空间过滤器的混浊。但是氧化层依然比公认理论预测的要厚得多。
探究人员觉得，假如进一步暴露，他们将达到所需的厚度。他们还预计，样品过滤器必须暴露在SURF光束中约10个月，才能达到与实际空间中的过滤器一样的氧化层厚度。
NIST的模型(黑色虚线)预测的氧化物生长与两个面向太阳的探测器上的铝过滤器上目睹的实际氧化物生长完全匹配，这两个探测器称为MEGS-A(红色)和ESP(蓝色)，都位于太空中的太阳动力学天文台(SDO)上。这两个探测器上的过滤器多年来一直受到神秘的云难题的作用。Credit: National Institute of Standards and Technology
采取各异的策略，该团队还开展了建模探究。达成的模型差不多完全符合天文学家在太空中目睹的真实铝过滤器。
新模型顺利的一个核心是，它阐释了电子在铝过滤器中研究时会散射的事实。这种散射减缓了它们的进程，从而作用了氧化物生长的动力学。
“这是第一个考虑散射电子的模型，它使用的参数与文献中对化学反应每个步骤的预期一致，”Berg说。
加水就行了
但是，以便让模型起作用，一个核心的信息被遗漏了:一个重大的水源，它或许是这个反应的养料。
“它必须能够以合理的恒定速率连续五年排放水分，”塔里奥说。“这让博比[伯格]着手寻找，这到底是什么？有什么合适的来源？他找到了。”
伯格归纳说，最有或许的来源是保温毯。这些是由一种叫做聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料制成的，这种塑料可以捕捉地球上的水分。针对大多数设备来说，这种水通常不是难题。
“很难想象还有什么东西能容纳如此多的水，”伯格说。
探究人员期盼，前方的岗位或许含有评测过滤器的各异材料，这些材料在有关波长下依然是透明的，但不轻松氧化。