2018年8月，美國(guó)宇航局的帕克太陽探測(cè)器發(fā)射升空，很快成為有史以來最接近太陽的航天器。派克太陽探測(cè)器公司使用最先進(jìn)的科學(xué)儀器測(cè)量航天器周圍的環(huán)境，已完成了24次計(jì)劃中的三個(gè)通道，這些通道通過了太陽大氣中從未探索過的部分電暈。2019年12月4日，《自然》雜志上的四篇新論文描述了科學(xué)家從對(duì)我們恒星的空前探索中所學(xué)到的東西，以及他們接下來希望學(xué)到的東西。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了有關(guān)物質(zhì)和粒子的行為的新信息，這些物質(zhì)和粒子的行為遠(yuǎn)離太陽，這使科學(xué)家們更接近于回答有關(guān)恒星物理的基本問題。為了保護(hù)宇航員和太空技術(shù)，帕克(Parker)發(fā)現(xiàn)了有關(guān)太陽如何不斷地噴射物質(zhì)和能量的信息，這將有助于科學(xué)家重新編寫模型，以用來理解和預(yù)測(cè)我們星球的太空天氣并通過以下方式了解過程哪些恒星被創(chuàng)造和演化。

華盛頓國(guó)家航空航天局總部科學(xué)副主任托馬斯·祖布琛(Thomas Zurbuchen)說：“帕克的第一批數(shù)據(jù)以新穎而令人驚訝的方式揭示了我們的恒星，太陽。”“近距離觀察而不是遠(yuǎn)距離觀察太陽，使我們對(duì)重要的太陽現(xiàn)象及其對(duì)地球的影響產(chǎn)生了前所未有的見解，并為我們提供了與了解整個(gè)星系中活躍恒星有關(guān)的新見解。這僅僅是開始在新發(fā)現(xiàn)的先鋒的帶領(lǐng)下，帕克的太陽物理學(xué)工作經(jīng)歷了令人興奮的時(shí)刻。”

盡管在地球上對(duì)我們來說似乎平靜，但太陽絕非寧靜。我們的恒星是磁性活躍的，釋放出強(qiáng)大的光脈沖，大量的粒子以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生數(shù)十億噸的磁化物質(zhì)云。所有這些活動(dòng)都影響著我們的星球，向我們的衛(wèi)星和宇航員飛行的空間注入破壞性粒子，破壞通信和導(dǎo)航信號(hào)，甚至在強(qiáng)烈的情況下觸發(fā)斷電。太陽在整個(gè)50億年的生命中一直在發(fā)生，并將在未來塑造著地球和太陽系中其他行星的命運(yùn)。

“太陽讓人類整個(gè)生命著迷，”位于馬里蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的帕克太陽探測(cè)器項(xiàng)目科學(xué)家努爾·E·勞阿菲說。“在過去的幾十年中，我們對(duì)恒星的了解很多，但是我們確實(shí)需要像Parker Solar Probe這樣的任務(wù)才能進(jìn)入太陽大氣層。只有在這里，我們才能真正了解這些復(fù)雜的太陽過程的細(xì)節(jié)。僅在這三個(gè)太陽軌道上我們所學(xué)到的東西就改變了我們對(duì)太陽的了解。”

在太陽上發(fā)生的事情對(duì)于理解它如何塑造我們周圍的空間至關(guān)重要。逃逸到太陽的大部分物質(zhì)是太陽風(fēng)的一部分，這是不斷散布在整個(gè)太陽系中的太陽物質(zhì)。這種被稱為等離子體的離子化氣體攜帶著太陽的磁場(chǎng)，并在太陽系中以超過100億英里的巨大氣泡將其拉伸。

動(dòng)態(tài)的太陽風(fēng)

在地球附近觀察到，太陽風(fēng)是相對(duì)均勻的等離子體流，偶有湍流。但是到那時(shí)，它已經(jīng)走了9000萬英里，而太陽加熱和加速太陽風(fēng)的確切機(jī)制的特征也消失了。靠近太陽風(fēng)的來源，帕克太陽能探測(cè)器看到了截然不同的圖景：一個(gè)復(fù)雜的活動(dòng)系統(tǒng)。

加州大學(xué)伯克利分校的帕克太陽能探測(cè)器FIELDS儀器套件負(fù)責(zé)人Stuart Bale說：“當(dāng)我們開始查看數(shù)據(jù)時(shí)，復(fù)雜性令人震驚。” Stuart Bale研究電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)模和形狀。“現(xiàn)在，我已經(jīng)習(xí)慣了。但是當(dāng)我第一次向同事展示時(shí)，他們就被震撼了。”貝爾解釋說，從帕克的有利位置到距太陽1500萬英里的地方，太陽風(fēng)比我們?cè)诘厍蚋浇吹降拿}沖風(fēng)更加不穩(wěn)定。

像太陽本身一樣，太陽風(fēng)由等離子體組成，在該等離子體中，帶負(fù)電的電子與帶正電的離子分離，形成了帶有單個(gè)電荷的自由漂浮粒子海。這些自由漂浮的粒子意味著等離子體攜帶電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并且等離子體中的變化通常會(huì)在這些電場(chǎng)上留下痕跡。FIELDS儀器通過測(cè)量和仔細(xì)分析航天器周圍的電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的方式來測(cè)量太陽風(fēng)的狀態(tài)，并測(cè)量附近等離子體中的波。