太陽 開始洩露一些它最嚴守的秘密。
來自 NASA 的 帕克太陽探測器 (PSP) 的首批科學成果已經出爐，它比歷史上任何其他人造物體飛得更快、更靠近太陽。
最初的 PSP 返回資料，在今天（12 月 4 日）線上發表在《自然》雜誌上的四篇論文中報告，開始揭開地球恆星的面紗，儘管它永遠是我們天空中最亮的光，但仍然出奇地神秘。
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倫敦大學學院馬拉德空間科學實驗室的研究員丹尼爾·維爾沙倫在一篇發表在同一期《自然》雜誌上的“新聞與觀點”文章中寫道：“這四篇論文表明，透過進入太陽系中一個未被探索的區域，PSP 已經取得了偉大的發現。” 維爾沙倫沒有參與任何新的研究。
親吻太陽
PSP 於 2018 年 8 月發射，執行一項耗資 15 億美元的任務，以幫助研究人員更好地瞭解太陽的內部運作。
任務科學家特別感興趣的是解決兩個長期存在的謎題：從太陽持續流出的粒子流（稱為太陽風）如何加速到其巨大的速度；以及為什麼太陽的外層大氣或日冕比其表面熱得多。（日冕溫度可能超過 200 萬華氏度，或 110 萬攝氏度。相比之下，太陽表面溫度為 11,000 華氏度或 6,000 攝氏度，簡直是溫和的。）
PSP 正在透過大膽地衝入 日冕 本身來解決這些問題。探測器大約每五個月左右就會穿過太陽炙熱的大氣層，以前所未有的近距離觀察我們的恆星。
迄今為止，這些最接近的接近點或近日點通道已將 PSP 帶到距離太陽表面 1500 萬英里（2400 萬公里）的範圍內。在此次任務之前，探測器曾經最接近太陽的距離是 2655 萬英里（4273 萬公里）——這是 1976 年由 Helios 2 探測器完成的一項壯舉，Helios 2 是美國和前西德的聯合成果。
Helios 2 還創下了相對於太陽的最快速度記錄，為 153,454 英里/小時（246,960 公里/小時）。這一紀錄被 NASA 的朱諾號木星軌道飛行器打破，該飛行器在 2016 年 7 月抵達這顆氣態巨行星時達到了 165,000 英里/小時（265,000 公里/小時）。但 PSP 現在是速度之王：在 2018 年 11 月 6 日航天器的首次近日點透過期間，太陽強大的引力將 PSP 加速到了 213,243 英里/小時的最高速度 （343,181 公里/小時）。
當然，日冕中的條件非常極端，因此 PSP 配備了一些重型裝甲：一塊 4.5 英寸厚（11.4 釐米）的碳複合材料防護罩，可保護航天器及其四個科學儀器免受強烈的熱量和輻射。
這些儀器包括：測量電場、磁場和波等的“場實驗”（Fields）；“太陽綜合科學調查”（ISoIS），用於描述在太陽大氣層內外加速到高速的電子、質子和重離子；“太陽探測器廣域成像儀”（WISPR），這是一組對日冕及其周圍環境成像的望遠鏡；以及“太陽風電子、阿爾法粒子和質子”（SWEAP）調查，該調查正在研究 太陽風 中最豐富的成分（電子、質子和氦離子）。
這四篇新論文報告了這些儀器在 PSP 的前兩次近日點透過期間（分別發生在 2018 年 11 月和 2019 年 4 月）的觀測結果。
追蹤“慢速”太陽風的來源
其中一項研究，例如，發現“場實驗”開始獲取關於“慢速”太陽風的資料，這是太陽風流的一個組成部分，其速度從未超過約 110 萬英里/小時（180 萬公里/小時）。“慢速”在這裡是一個相對術語；“快速”太陽風的速度大約是其兩倍。
科學家們已經知道，快速太陽風起源於太陽極點附近的大型日冕“洞”——這些區域的外層大氣比正常情況明顯更冷、更稀薄。來自“場實驗”的資料表明，慢速太陽風也來自日冕洞，但來自太陽赤道附近較小的日冕洞。
“場實驗”還觀察到流經航天器的太陽磁場中令人驚訝的反轉：磁場有時會翻轉 180 度方向，然後在幾秒或幾分鐘內又翻轉回來。
“這些迴轉可能與某種等離子體射流有關，”研究的主要作者和“場實驗”首席研究員、加州大學伯克利分校物理學教授斯圖爾特·貝爾在一份宣告中說。“我個人的感覺是，這些迴轉或射流是太陽風加熱問題的核心。”
來自 SWEAP 的資料，同時表明，這種反轉是“來自太陽的磁力線中行進的 S 形彎曲”，正如維爾沙倫所說，並且這種翻轉正在提高太陽風的速度。
來自 ISoIS 的發現 有助於充實這幅新興的圖景。該儀器的資料表明，高能太陽粒子到達 PSP 的時間比之前預期的要長，這可能是因為它們沿著令人驚訝的 S 形磁力線傳播。
WISPR 正在為科學家們提供更清晰的太陽、日冕以及緊鄰我們恆星的複雜、翻滾區域的影像。WISPR 的影像有助於將其他儀器收集的資訊置於適當的背景中，並且本身也產生了見解。
例如，第四項新研究 報告稱，WISPR 照片為太陽附近的無塵區提供了一些證據，該區域已被假定存在，但尚未被直接探測到。“來自 PSP 的詳細影像還顯示了太陽風中的空間變化，這與太陽表面磁場的變化一致，並揭示了從太陽噴射出來並構成年輕太陽風一部分的小團等離子體，”維爾沙倫寫道。
最好的還在後頭
目前，關於太陽風的答案只是部分的，而且日冕究竟是如何被如此劇烈地加熱的仍然不清楚。但是 PSP 團隊有足夠的時間來填補空白，因為這些新發表的結果僅僅是開始。該航天器旨在繼續研究太陽到 2025 年，並且由於金星的軌跡塑造飛掠，其近日點通道將越來越近。
例如，PSP 的最終科學軌道將使其進入距離太陽表面僅 383 萬英里（616 萬公里）的範圍內，並具有約 430,000 英里/小時（690,000 公里/小時）的最高速度。
並且這些未來的近距離接近將變得更加頻繁，因為 PSP 繞太陽的路徑將縮小。探測器的軌道週期目前約為 150 個地球日，但在任務結束時將為 88 天。
該任務的長度將使 PSP 團隊能夠在太陽 11 年活動週期的不同階段研究太陽。因此，這艘“太陽之吻”航天器應該收集大量有趣的資料，讓研究人員在未來很長一段時間內都忙碌起來。
“預計 PSP 資料將在未來多年內指導我們對太陽和太陽風的理解，”維爾沙倫寫道。“新的模型和理論將受到航天器發現的啟發，並且這些知識將可以轉移到宇宙中其他恆星和天體等離子體。”
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