这是一个令人难以置信的历史性首次，一艘人造航天器猛扑到太阳并与太阳接触。
2021 年 4 月 28 日，美国宇航局帕克太阳探测器实际上飞入并穿过日冕，即太阳的高层大气。 它不仅讲述了这个故事——证明了帕克高科技隔热层的功效——它还进行了现场测量，为我们提供了有关太阳系核心的大量前所未见的数据。
“帕克太阳探测器‘接触太阳’是太阳科学的一个里程碑式的时刻，也是一项真正了不起的壮举，”天体物理学家托马斯·祖布臣 (Thomas Zurbuchen) 说道，美国宇航局总部科学任务理事会副主任。
“这一里程碑不仅让我们对太阳的演化及其对太阳系的影响有了更深入的了解，而且我们对自己恒星的了解也让我们更多地了解宇宙其他地方的恒星。”
帕克太阳探测器于 2018 年发射，其主要目标是探测日冕。 在其计划的七年任务中，它应该使用总共七次重力辅助机动，总共 26 次近距离接近太阳或近日点。让它更加接近。 四月的近日点是第八个，也是第一个真正进入日冕的。
在太阳大气层中近五个小时的时间里，帕克测量了太阳磁场的波动并对粒子进行了采样。 此前，我们对这些属性的估计依赖于外部信息。
“飞得如此接近太阳，帕克太阳探测器现在能够感知太阳大气中磁性主导层——日冕——的状况，这是我们以前无法做到的，”天体物理学家努尔·拉瓦菲 (Nour Raouafi) 说约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克项目科学家。
“我们在磁场数据、太阳风数据和视觉图像中看到了日冕的证据。我们实际上可以看到航天器飞过日全食期间可以观察到的日冕结构。”
（美国宇航局/约翰·霍普金斯 APL/海军研究实验室）
上图：图片中可见的明亮特征是日冕流光，通常只能在日食期间从地球上看到。 这些是帕克探测器在今年八月第九次近日点拍摄到的图像。
太阳没有固体表面。 相反，它的边界是由我们所说的阿尔芬临界面定义的，这里的重力和太阳磁场太弱，无法容纳太阳等离子体。
在这一点之上，太阳风出现，强劲地吹过太阳系，速度如此之快，以至于风中的波浪脱离了太阳。 我们所说的太阳“表面”，由翻滚的对流细胞等离子体组成，被称为光球层，就在下面很远的地方。
帕克的目标之一是了解有关阿尔文临界面的更多信息。 也就是说，它在哪里，它的地形是什么样的，因为我们对这些事情都不知道。 据估计，阿尔芬临界面距离太阳中心 10 到 20 个太阳半径。 帕克以 19.7 个太阳半径进入日冕，在日冕短途飞行期间降至 18.4 个太阳半径。
有趣的是，探测器似乎偶尔会遇到日冕的磁性条件，这表明阿尔文临界表面有皱纹。 在较低的深度，帕克遇到了一种被称为伪流光的磁结构，我们可以在日食期间看到它从太阳发出的弧形。 帕克的数据表明，这些结构是造成阿尔芬临界面变形的原因，尽管我们目前还不知道原因。
伪流光内部的环境比周围的太阳大气更加安静。 粒子不再那么混乱地冲击航天器，磁场也更加有序。
帕克还研究了一种称为太阳能之字形的现象。 这些是太阳风磁场中的 Z 形扭结，目前尚不清楚它们在何处或如何形成。 自 20 世纪 90 年代以来，我们就知道了之字形弯道，但直到 2019 年 Parker 对之字形弯道进行调查后，我们才了解到它们相当常见。 然后，在第六次飞越时，探测器的数据向我们显示，之字形是从补丁中发生的。
现在帕克在太阳大气层中检测到了它们，这表明至少有一些之字形来自较低的日冕。
“有字形区域的结构与日冕底部的小磁漏斗结构相匹配，”天文学家斯图尔特·贝尔说加州大学伯克利分校的教授，主要作者，发表了一篇关于这一现象的论文天体物理学杂志。 “这是我们从一些理论中所期望的，这确定了太阳风本身的来源。”
我们仍然不知道这些奇怪的结构是如何形成的，但随着前方还有数十个近日点，距离太阳中心最接近 9.86 个太阳半径，我们很可能会得到一些非常有趣的答案。
“几十年来，我们一直在观察太阳及其日冕，我们知道那里正在发生有趣的物理现象，可以加热和加速太阳风等离子体。尽管如此，我们仍然无法准确地判断出这种物理现象是什么，”拉瓦菲说。
“随着帕克太阳探测器现在飞入磁控日冕，我们将获得期待已久的关于这个神秘区域内部运作的见解。”
该研究发表于物理评论快报。
