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深入探究太陽活動是現代天文學的重要任務之一。最近，美國於2018年8月發射的帕克太陽探測器傳回了來自太陽的新「訊息」，其首批科學結果在近日出版的《自然》雜誌公布。
太陽是一個高溫氣體球，表面發出明亮的黃光。為了研究方便，一般把太陽分為6層：核反應區、輻射區、對流層、光球層、色球層和日冕。裡面3層屬於太陽內部結構，外面3層構成了太陽大氣。平時人們肉眼看到的太陽表面是光球層，溫度約為5500攝氏度；發生日全食時，太陽光球被月球遮住，人們才能看到日冕。日冕由一片稀薄的等離子體組成，厚達幾百萬千米，溫度高達上百萬攝氏度。日冕的高溫導致一種被稱為太陽風的等離子體流不斷被拋射到行星際空間。太陽風有快有慢，由日冕膨脹產生的速度慢一些，來自日冕洞的速度更快。為什麼日冕溫度會這麼高？太陽風是如何加速的？這些一直是困擾人們的巨大謎團。
迄今，帕克太陽探測器三次穿越太陽的外層大氣，和太陽進行了有史以來最親密的「接觸」。每一次探測都是在距太陽表面約2400萬千米的距離飛行，並對日冕層粒子進行收集、監測。未來幾年，它將利用金星的引力進一步靠近太陽。在2024年最接近太陽時，距離僅有600多萬千米。儘管這個數字聽起來很大，但已比任何太空飛行器離太陽都近得多。對太陽的靠近觀察，讓帕克太陽探測器獲得了很多新發現，也提出了許多新問題。
首先，關於太陽風，探測器測出其徑向速度是每秒300千米到1000千米，超過音速，證實了人們的猜想。在特定地區，探測器發現太陽風圍繞太陽旋轉的速度為每秒30千米到50千米，遠超此前估測，挑戰著現有模型。探測器還探測到許多較小的電磁場波動，強度之大表明其可能在加熱日冕以及加速太陽風方面起著重要作用。
其次，探測器發現，太陽耀斑(發生在色球層中一種最劇烈的太陽活動)出現後，在日冕活躍區中被加速的粒子到達的時間比預測的要長，表明太陽和探測器之間的磁場結構比預想的更複雜。探測器上的成像儀器還觀測到來自日冕的物質大爆發。研究這些爆發非常重要，因為大型日冕物質拋射撞擊地球，會造成很多干擾，例如破壞電網造成斷電、GPS信號丟失、無線電短波通信中斷以及對航空旅行者和太空人造成傷害等。
最後，在每一次飛過近日點的時候，有大量塵埃顆粒不斷向探測器襲來。這些塵埃顆粒小於一微米，很可能是小行星或彗星的碎片，它們在太陽附近熔化，留下塵埃。這些塵埃仍圍繞太陽旋轉。科學家懷疑撞擊探測器的大部分塵埃正在受到光壓和太陽風的勁吹向外噴射。
總體而言，這些研究為理解太陽的結構與運動提供了全新的視角。歐洲計劃在今年發射太陽軌道探測器。帕克太陽探測器還將在太陽周圍至少執行21次近距離探測。隨著近距離探測數據不斷增加，太陽活動的諸多謎團有望進一步揭開。
(作者為北京天文館副編審)
《 人民日報 》( 2020年01月14日 18 版)