太陽(yáng)，這個(gè)可望不可及的金色圣殿，出現(xiàn)在人類(lèi)的傳說(shuō)中已有數(shù)萬(wàn)年。
中國(guó)有夸父逐日，古羅馬有太陽(yáng)馬車(chē)，北歐有狼追日月，希臘有太陽(yáng)神船……
我們對(duì)太陽(yáng)有太多的想象，但從來(lái)不曾到過(guò)那里。
直到這兩天，NASA宣布，在2021年4月28日，人類(lèi)創(chuàng)造的探測(cè)器首次進(jìn)入了太陽(yáng)日冕，創(chuàng)下耀眼的歷史。
美國(guó)國(guó)家航空航天局NASA在本周二的地球物理聯(lián)盟會(huì)議上公布了這個(gè)重大消息。
他們說(shuō)科學(xué)家花了幾個(gè)月的時(shí)間取回?cái)?shù)據(jù)，又花了幾個(gè)月進(jìn)行分析，終于確認(rèn)帕克太陽(yáng)探測(cè)器到達(dá)了太陽(yáng)日冕外圍。
“這是不亞于登月的成就”，NASA的官員告訴媒體。
負(fù)責(zé)此項(xiàng)目的科學(xué)家努爾·瑞福（Nour Raouafi）更是用了一個(gè)浪漫的說(shuō)法：“這相當(dāng)于是，我們觸摸了太陽(yáng)。”
從瑞福的科學(xué)家職業(yè)生涯開(kāi)始，他就在等待這一刻，而NASA計(jì)劃前往太陽(yáng)，已經(jīng)有60年歷史了……
NASA當(dāng)然不是去太陽(yáng)上尋找外星人、神仙或馬車(chē)的，
這個(gè)探測(cè)項(xiàng)目是為了解答幾個(gè)問(wèn)題。
在這幾個(gè)問(wèn)題之前，首先讓我們介紹一下太陽(yáng)的基本知識(shí)。
和常見(jiàn)的插畫(huà)不同，太陽(yáng)不是一團(tuán)球形巖漿，而是大量的熱等離子體。
這些等離子體在重力和磁場(chǎng)的作用下，聚集形成氣體星球，通過(guò)核聚變?cè)谟钪嬷邪l(fā)光發(fā)熱。
根據(jù)太陽(yáng)內(nèi)部的壓力波，科學(xué)家們認(rèn)為太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)主要分為太陽(yáng)核心、輻射層、對(duì)流層和大氣層。
其中大氣層分為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰釋樱量颂?yáng)探測(cè)器穿過(guò)的就是日冕層。
對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)當(dāng)然很神秘，但有一件事讓人們特別想不通，就是日冕的溫度為什么比光球高。
太陽(yáng)表面的光球?qū)邮且粋€(gè)厚度大約500公里的氣體薄層，溫度在6000度左右，我們看到的可見(jiàn)光幾乎都從這一層發(fā)射出來(lái)。普通人認(rèn)知里的太陽(yáng)，就是它的樣子。
而日冕是一個(gè)平常很難觀察到，只有日全食能肉眼看到的氣體層。它的亮度很低，位置更是在太陽(yáng)最外面，但溫度卻高達(dá)200萬(wàn)度！
這是怎么回事？現(xiàn)在還沒(méi)人知道。
另一件讓科學(xué)家想不通的事，和太陽(yáng)風(fēng)有關(guān)。
大部分等離子體能被太陽(yáng)的重力和磁場(chǎng)束縛住，但是在日冕層，因?yàn)闇囟忍?，部分帶電粒子?huì)掙脫束縛，射向外部形成太陽(yáng)風(fēng)。
太陽(yáng)風(fēng)沖出大氣層后，會(huì)進(jìn)行星際路行，沿途的星體都會(huì)受到它的影響。受地球磁場(chǎng)保護(hù)，太陽(yáng)風(fēng)不會(huì)對(duì)人類(lèi)生活造成太大影響，但有時(shí)仍然會(huì)出現(xiàn)磁暴（也就是供電網(wǎng)絡(luò)癱瘓）、衛(wèi)星受到干擾等情況。
太陽(yáng)風(fēng)從日冕層發(fā)射出來(lái)的速度，能達(dá)到400萬(wàn)公里每小時(shí)，這讓很多科學(xué)家疑惑到底是怎么做到的。
為了更好地保護(hù)衛(wèi)星和供電系統(tǒng)，NASA在1958年有了送航天器去研究太陽(yáng)的想法。
那時(shí)，這個(gè)計(jì)劃只停留在紙面上，因?yàn)橥耆珱](méi)有可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。一直等到2000年后，這樣的技術(shù)才出現(xiàn)了。
在瑞福博士等科學(xué)家的辛勤工作下，2017年，帕克太陽(yáng)探測(cè)器建造成功，耗資15億美元。
這個(gè)探測(cè)器取的是天文學(xué)家尤金·帕克（Eugene Parker）的名字，他在上世紀(jì)50年代提出太陽(yáng)風(fēng)的理論，在60年代證實(shí)它的存在。
而這個(gè)探測(cè)器的核心，是一面熱盾。
在逐漸接近太陽(yáng)的過(guò)程中，最前面的這面熱盾將永遠(yuǎn)向陽(yáng)，頂住太陽(yáng)的熱量，保護(hù)后面的科學(xué)儀器。
在這樣熱盾的保護(hù)下，科學(xué)家就能逐漸讓探測(cè)器接近太陽(yáng)，一步步取得科學(xué)數(shù)據(jù)。
同時(shí)，NASA把感謝帕克的卡片放在帕克探測(cè)器上，一同放上去的，還有裝著110萬(wàn)個(gè)人名的存儲(chǔ)卡。這些人都參與了NASA的活動(dòng)，以象征有百萬(wàn)人觸摸了太陽(yáng)。
在一切準(zhǔn)備就緒后，2018年8月12日，帕克太陽(yáng)探測(cè)器升空了。
以69萬(wàn)公里每小時(shí)的速度，帕克探測(cè)器不斷向太陽(yáng)靠近，
它在設(shè)定好的軌道上向太陽(yáng)轉(zhuǎn)圈，每一圈都比之前小，也越來(lái)越接近太陽(yáng)。
在今年4月28日，當(dāng)帕克探測(cè)器第八次圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)時(shí)，它距離肉眼可見(jiàn)的光球?qū)佑?300萬(wàn)公里。
儀器顯示，這里帶電粒子和磁場(chǎng)環(huán)境特殊，告訴地球上的科學(xué)家它已經(jīng)越過(guò)阿爾文臨界面，進(jìn)入太陽(yáng)大氣層！
阿爾文臨界面（Alfven critical surface）是區(qū)分太陽(yáng)大氣和太陽(yáng)風(fēng)的邊界，跨過(guò)這條界線，帶電粒子都被視為太陽(yáng)的一部分。
多年來(lái)，科學(xué)家們以為阿爾文臨界面是一個(gè)在太陽(yáng)外側(cè)，光滑且均衡的表面。但帕克探測(cè)器的數(shù)據(jù)表明，這個(gè)界面其實(shí)是凹凸不平的，沒(méi)有什么規(guī)律。
（紅線為帕克距離光球?qū)拥奈恢?，藍(lán)線為預(yù)測(cè)出的阿爾文領(lǐng)界面）
越過(guò)阿爾文領(lǐng)界面，就是日冕，這里的溫度已經(jīng)開(kāi)始變高，帶電粒子也是極多極快。
帕克探測(cè)器拍下路過(guò)自己的日冕流線，帶電粒子就像夏天的冰雹一樣，紛紛砸過(guò)來(lái)。
（帕克探測(cè)器拍下的畫(huà)面）
第一次進(jìn)入日冕，帕克探測(cè)器呆了5個(gè)小時(shí)。
第二次，當(dāng)它下降到距光球?qū)?046萬(wàn)公里時(shí)，帕克探測(cè)器遇到日冕中一種稱(chēng)為“偽流”（Pseudostreamer）的現(xiàn)象。
偽流在日食期間可以看到，它是在太陽(yáng)表面升起的一個(gè)巨大區(qū)域。
進(jìn)入偽流，就像進(jìn)入暴眼，粒子的運(yùn)動(dòng)速度變慢了，好像一切都安靜了下來(lái)。
這里的磁場(chǎng)強(qiáng)大到可以控制粒子的運(yùn)動(dòng)，這也再次證明帕克探測(cè)器進(jìn)入了太陽(yáng)大氣層。
隨著不斷靠近太陽(yáng)，一些令人驚訝的現(xiàn)象也被帕克探測(cè)器發(fā)現(xiàn)。
在太陽(yáng)風(fēng)中，一種叫“折返”（switchbacks）的現(xiàn)象，也就是帶電粒子噴射出去后，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)向后返回，然后繼續(xù)前進(jìn)。
科學(xué)家們不知道這種現(xiàn)象是怎么出現(xiàn)的，是太陽(yáng)表面造成的，還是太陽(yáng)大氣中有某種扭曲的磁場(chǎng)？
帕克探測(cè)器發(fā)現(xiàn)，是前者，導(dǎo)致折返的地方出在光球?qū)由稀?/span>
（帕克探測(cè)器找到了光球?qū)由蠈?dǎo)致折返的地點(diǎn)）
隨著底部溫度升高，太陽(yáng)的對(duì)流細(xì)胞結(jié)構(gòu)不斷翻騰，在表面上形成了漏斗形狀的磁場(chǎng)。
NASA認(rèn)為正是這個(gè)磁場(chǎng)導(dǎo)致射出的太陽(yáng)風(fēng)會(huì)折返。
除了找到折返的起源地外，帕克探測(cè)器發(fā)現(xiàn)折返的次數(shù)也很多。
科學(xué)家原本以為這種現(xiàn)象很罕見(jiàn)，但隨著不斷深入太陽(yáng)大氣，它觀測(cè)到這是正?，F(xiàn)象。
NASA的副局長(zhǎng)托馬斯·祖布?xì)J（Thomas Zurbuchen）說(shuō)，探測(cè)器返回的信息證明，這次探索非常成功。
“帕克太陽(yáng)探測(cè)器接觸太陽(yáng)，是科學(xué)上的一個(gè)里程碑，是一個(gè)了不起的壯舉。這個(gè)里程碑不僅讓我們更深入地了解太陽(yáng)的演化，和它對(duì)我們太陽(yáng)系的影響。它也能幫助我們了解宇宙中的其他恒星?！?/span>
瑞福博士說(shuō)，現(xiàn)在帕克探測(cè)器飛得離太陽(yáng)如此之近，他們可以在各個(gè)數(shù)據(jù)中找到它。
“磁場(chǎng)數(shù)據(jù)、太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)，甚至是探測(cè)器的圖像。當(dāng)日全食發(fā)生，我們可以看到探測(cè)器穿過(guò)日冕?！?br>“這真的是了不起，為了這一刻，我們等了60年。”
（帕克探測(cè)器第八次探索的數(shù)據(jù)）
帕克探測(cè)器在今年8月第九次潛入日冕，上個(gè)月，它又潛入了一次，但是數(shù)據(jù)還沒(méi)有分析出來(lái)。
下一次穿入日冕，是明年一月份，這項(xiàng)工作它將持續(xù)到2025年。那時(shí)，它會(huì)出現(xiàn)在地球表面628公里的地方。
這次，帕克探測(cè)器發(fā)現(xiàn)阿爾文臨界面凹凸不平，以及折返現(xiàn)象來(lái)自光球?qū)?，已?jīng)是收獲頗多。
但關(guān)于日冕為什么溫度如此高，人們?nèi)匀缓翢o(wú)頭緒。
未來(lái)幾年，等帕克探測(cè)器更加靠近太陽(yáng)后，也許我們能知道答案吧……
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