史上最热太空探测器揭晓“触日”初体验，4篇论文上《自然》

zorapoon

在北京时间12月5日凌晨发表的最新一期《自然》杂志上，史上最“热”的太空探测器“帕克号”是绝对主角。一共四篇学术论文出自它的第一批科学数据。

美国国家航空航天局（NASA）首个太阳探测器于2018年8月发射升空，开启人类太空探索史上首次穿越日冕之旅。它以提出太阳风理论的美国天文学家尤金·派克（Eugene Parker）命名。

太阳大气从里到外依次为光球层、色球层和日冕层。反直觉的是，离太阳中心最近的光球层温度只有几千摄氏度，而在最外层的日冕温度却高达200万摄氏度。“帕克号”任务的首要目的就是搞清楚日冕层的能量来源，此外也研究太阳风，即从日冕层持续射出的高能粒子流。

为此，它携带了四套科学仪器，收集有关粒子、等离子体、电磁场、射电波和日冕结构的数据。

“帕克号”计划在6.4年服役时间里24次飞过轨道近日点，目前已经完成了3次，轨道高度大约为2400万公里。

要之前，此前科学家们大多是在地球上研究日冕和太阳风的，中间隔了一整个天文单位，即约1.5亿公里。“帕克号”近距离收集的探测数据，帮助揭开了一些谜团。

例如，为什么太阳风是加速离开日冕的？这背后的加速机制是什么？美国密歇根大学发表的一篇相关论文用“帕克号”测量到的磁场变化进行解释。此外，“帕克号”测量到了比任何理论模型都要快的太阳风速度。

加州大学伯克利分校发表的一篇论文则关注那些速度在每秒500公里以下的“慢风”，它们的起源和“快风”一样令人疑惑。论文指出，慢速太阳风是从太阳赤道附近的一些冕洞中射出来的。所谓冕洞，就是日冕在X射线或远紫外线照片下呈现出的不规则黑暗区域。

还有两篇论文分别来自普林斯顿大学和美国海军研究实验室。前者分析了太阳附近的高能粒子环境，后者则观察到日冕的谱线情况，包括F冕的减弱和K冕的精细结构。

就在本月，“帕克号”计划利用引力弹弓效应，把自己进一步甩向太阳。它第四次掠日时的轨道高度将比前三次降低450万公里。在接下去的5年中，“帕克号”还会逐渐调整轨道高度，不断靠近太阳。

如果一切顺利， “帕克号”最后一次掠日的轨道高度将为600万公里左右。

在这个时间段内，约11年一轮的太阳活动周期也处于上升期。科学家们可能获得更为“劲爆”的探测数据，从而深入地理解日冕机制和太阳活动的规律，提高预测空间天气的能力。