2018年8月，美國宇航局的帕克太陽探測器發(fā)射升空，很快成為有史以來最接近太陽的航天器。派克太陽探測器公司使用最先進的科學儀器測量航天器周圍的環(huán)境，已完成了24次計劃中的三個通道，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家從對我們恒星的空前探索中所學到的東西，以及他們接下來希望學到的東西。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了有關物質(zhì)和粒子的行為的新信息，這些物質(zhì)和粒子的行為遠離太陽，這使科學家們更接近于回答有關恒星物理的基本問題。為了保護宇航員和太空技術(shù)，帕克(Parker)發(fā)現(xiàn)了有關太陽如何不斷地噴射物質(zhì)和能量的信息，這將有助于科學家重新編寫模型，以用來理解和預測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。

華盛頓國家航空航天局總部科學副主任托馬斯·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距離觀察太陽，使我們對重要的太陽現(xiàn)象及其對地球的影響產(chǎn)生了前所未有的見解，并為我們提供了與了解整個星系中活躍恒星有關的新見解。這僅僅是開始在新發(fā)現(xiàn)的先鋒的帶領下，帕克的太陽物理學工作經(jīng)歷了令人興奮的時刻。”

盡管在地球上對我們來說似乎平靜，但太陽絕非寧靜。我們的恒星是磁性活躍的，釋放出強大的光脈沖，大量的粒子以接近光速的速度運動，并產(chǎn)生數(shù)十億噸的磁化物質(zhì)云。所有這些活動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，破壞通信和導航信號，甚至在強烈的情況下觸發(fā)斷電。太陽在整個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。

“太陽讓人類整個生命著迷，”位于馬里蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的帕克太陽探測器項目科學家努爾·E·勞阿菲說。“在過去的幾十年中，我們對恒星的了解很多，但是我們確實需要像Parker Solar Probe這樣的任務才能進入太陽大氣層。只有在這里，我們才能真正了解這些復雜的太陽過程的細節(jié)。僅在這三個太陽軌道上我們所學到的東西就改變了我們對太陽的了解。”

在太陽上發(fā)生的事情對于理解它如何塑造我們周圍的空間至關重要。逃逸到太陽的大部分物質(zhì)是太陽風的一部分，這是不斷散布在整個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，并在太陽系中以超過100億英里的巨大氣泡將其拉伸。

動態(tài)的太陽風

在地球附近觀察到，太陽風是相對均勻的等離子體流，偶有湍流。但是到那時，它已經(jīng)走了9000萬英里，而太陽加熱和加速太陽風的確切機制的特征也消失了?？拷栵L的來源，帕克太陽能探測器看到了截然不同的圖景：一個復雜的活動系統(tǒng)。

加州大學伯克利分校的帕克太陽能探測器FIELDS儀器套件負責人Stuart Bale說：“當我們開始查看數(shù)據(jù)時，復雜性令人震驚。” Stuart Bale研究電場和磁場的規(guī)模和形狀。“現(xiàn)在，我已經(jīng)習慣了。但是當我第一次向同事展示時，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，太陽風比我們在地球附近看到的脈沖風更加不穩(wěn)定。

像太陽本身一樣，太陽風由等離子體組成，在該等離子體中，帶負電的電子與帶正電的離子分離，形成了帶有單個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和磁場，并且等離子體中的變化通常會在這些電場上留下痕跡。FIELDS儀器通過測量和仔細分析航天器周圍的電場和磁場隨時間變化的方式來測量太陽風的狀態(tài)，并測量附近等離子體中的波。