帕克太阳探测器飞入快速太阳风并找到它的来源
NASA 的帕克太阳探测器 (PSP) 已经飞得足够近，可以探测到太阳风在太阳表面产生的位置附近的精细结构，揭示了太阳风以均匀的爆炸形式离开日冕时丢失的细节。带电粒子。
这就像看到从喷头喷出的水流通过水流打在你的脸上。
在本周发表在《自然》杂志上的一篇论文中，由加州大学伯克利分校物理学教授 Stuart D. Bale 和马里兰大学帕克分校的 James Drake 领导的科学家团队报告说，PSP 已经检测到高能粒子流，这些粒子流与超颗粒在冕洞内流动，这表明这些是所谓的“快速”太阳风的发源地。
日冕洞是磁场线从表面出现而没有向内循环的区域，从而形成向外扩展并充满太阳周围大部分空间的开放磁场线。这些空洞通常在太阳静止期位于两极，因此它们产生的快速太阳风不会撞击地球。但是，当太阳每 11 年变得活跃时，其磁场就会翻转，这些孔会出现在整个表面，产生直接对准地球的太阳风。
了解太阳风的起源方式和起源地将有助于预测太阳风暴，太阳风暴虽然会在地球上产生美丽的极光，但也会对卫星和电网造成严重破坏。
“风将大量信息从太阳传送到地球，因此出于地球上的实际原因，了解太阳风背后的机制非常重要，”德雷克说。“这将影响我们了解太阳如何释放能量和驱动地磁风暴的能力，这对我们的通信网络构成威胁。”
根据该团队的分析，日冕洞就像喷头，从亮点中喷出大致均匀分布的射流，磁场线在这些亮点中进出太阳表面。科学家们争辩说，当相反方向的磁场在这些漏斗中彼此通过时，这些漏斗可能有 18,000 英里宽，这些磁场经常会断开并重新连接，从而将带电粒子从太阳中抛出。
“光球层被对流细胞覆盖，就像在一锅沸腾的水中一样，更大规模的对流流动被称为超颗粒化，”贝尔说。“在这些超颗粒细胞相遇并向下移动的地方，它们将路径中的磁场拖入这种向下的漏斗中。磁场在那里变得非常强烈，因为它刚刚被卡住。这有点像一勺磁场向下进入排水管. 那些小排水沟，那些漏斗的空间分离，就是我们现在在太阳探测器数据中看到的。”
基于 PSP 检测到的一些极高能粒子的存在——粒子的传播速度比太阳风平均速度快 10 到 100 倍——研究人员得出结论，风只能由这个过程产生，这个过程被称为磁重联。PSP 于 2018 年启动，主要是为了解决对构成太阳风的高能粒子起源的两种相互矛盾的解释：磁重联或等离子体或阿尔芬波加速。
“重要的结论是，正是这些漏斗结构内的磁重联提供了快速太阳风的能量来源，”贝尔说。“它不仅来自日冕洞的任何地方，它还存在于日冕洞内的这些超颗粒细胞的亚结构中。它来自这些与对流相关的小磁能束。我们认为，我们的结果是强有力的证据这是重新连接正在做的。” 正如最近报道的
那样，漏斗结构可能对应于从地球上可以在日冕洞中看到的明亮喷流Nour Raouafi 是该研究的合著者，也是约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克太阳探测器项目科学家。APL 设计、建造、管理和运营航天器。
进入太阳
当太阳风到达距太阳 9300 万英里的地球时，它已经演化成一种均匀的、湍流的旋转磁场，与带电粒子交织在一起，带电粒子与地球自身的磁场相互作用，并将电能倾倒到太阳系中。高层大气。这会激发原子，在两极产生五颜六色的极光，但其影响会渗透到地球大气层中。预测最强烈的风(称为太阳风暴)及其对近地的影响是宇航局与恒星共存计划的一项任务，该计划资助了 PSP。
该探测器旨在确定这种湍流风在太阳表面或光球层附近产生的样子，以及风中的带电粒子——质子、电子和较重的离子，主要是氦核——如何被加速以逃避太阳的引力。
为此，PSP 必须接近 25 到 30 个太阳半径，也就是说，接近 1300 万英里。
“一旦你低于那个高度，即 25 或 30 个太阳半径左右，太阳风的演变就会少得多，而且它更有条理——你会看到更多太阳上的痕迹，”贝尔说。
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