困扰70年谜题被解决！帕克探测器立功，曾多次进入太阳大气层探测

　　太阳大气层存在一个颠覆常识的现象，即太阳表面（光球层）温度约5500°C，而最外层日冕的温度却高达上百万摄氏度以上。这种“温度倒挂”现象自1942年被瑞典天文学家通过日食光谱发现以来，其形成原因和具体机制困扰科学家多年，现在终于被解决了！

　　上世纪50年代，美国科学家尤金·帕克提出了“磁重联”理论，他认为日冕的能量源于太阳磁场的剧烈活动，当太阳大气中的磁场结构发生变化，磁力线“断开”再“重新连接”，这一过程中磁能会迅速转化为热能和粒子动能，从而引发突发、短暂、大规模的能量释放。这一过程可加热日冕并增强太阳风，可形成破坏性的太阳风暴。

　　虽然磁重联理论早已获得科学界的认可，被认为在太阳耀斑、日冕物质抛射等剧烈爆发活动的快速能量释放中起到了关键作用，是太阳风暴的直接诱因。但受限于观测技术，其在日冕中的具体表现始终成谜。

　　直到2018年，以尤金·帕克命名的太阳探测器的发射，彻底改变了这一局面。凭借前所未有的近距离观测能力，帕克太阳探测器在2022年9月6日首次穿越太阳大气中的磁重联区域，直接捕捉到磁场线断裂与重组的瞬间。那次历史性飞掠中，帕克探测器穿越了一个持续约10分钟的磁重联区域，仪器记录到磁场强度骤降、等离子体温度飙升至上百万摄氏度，以及高能粒子束的喷射。

　　美国科罗拉多州博尔德市西南研究院团队分析相关数据后证实，这一过程释放的能量足以解释日冕的极端高温，并为太阳耀斑和日冕物质抛射提供动力。目前相关研究成果已发表在《自然?天文学》杂志上，这标志着困扰科学界多年的磁重联谜题差不多被解决了。

　　研究发现，磁重联可通过纳米耀斑、阿尔文波等机制加热日冕。

　　磁重联过程中产生的纳米耀斑是规模比普通耀斑小得多的爆发事件，虽然单个纳米耀斑释放的能量较少，但其可能大量、频繁发生，为日冕提供稳定的能量补给，从而维持日冕的高温。此外，磁重联还常伴随阿尔文波的激发与耗散，这些由磁重联过程激发、分布在太阳表面的磁流体波，通过湍流等方式耗散，可将能量逐级传递，进而加热色球层及更高的日冕层。

　　太阳对地球生命至关重要，其活动对人类影响深远！特别是在现代社会，人们的生产、生活高度依赖电力、通信、卫星等，而太阳剧烈活动所形成的太阳风暴有可能影响它们的正常运行，因此很有必要对太阳活动进行深入了解，从而开发出更准确的模型，对其进行精确预测。

　　帕克探测器的原位测量，已获取许多关键数据。用这些数据所开发的模型，除了可以更精准地预测太阳剧烈活动，还可以被用于理解其他恒星的活动，例如通过类比太阳风，天文学家已能推测系外行星“超级地球”的大气逃逸速率。

　　帕克探测器最近时，离太阳表面仅数百万公里，已进入日冕层。虽然日冕物质温度高达上百万摄氏度，但物质密度和能量密度极低，只要配备足够优秀的热防护和散热系统，采用耐高温、耐辐射的仪器设备，探测器就能够在这种极端环境下正常工作。例如，该探测器配备的直径2.4米、厚11.4厘米的碳复合泡沫隔热罩，不仅可以高效反射太阳辐射，还可承受上千摄氏度的高温。