帕克号(Parker Solar Probe)可能找到了为太阳风提供动力的来源
NASA帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）任务的科学家们发现了有关太阳风起源的重要新线索--从太阳释放出的带电粒子的持续流，充满了太阳系。
来自多个空间和地面观测站的观测结果显示，太阳风可能主要由日冕--太阳的高层大气--底部的小规模喷流或 "小喷流 "所推动。这一发现正在帮助科学家们更好地理解60年来的谜团：是什么加热和加速了太阳风。
"位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的研究负责人和帕克太阳探测器项目科学家Nour Raouafi说："这个新数据向我们展示了太阳风在其源头是如何进行的。"你可以看到太阳风的流动从日冕底部的百万度等离子体的微小喷流中升起。这些发现将对我们了解日冕和太阳风等离子体的加热和加速产生巨大的影响。"
了解太阳风是我们了解太阳系和整个宇宙其他系统的基础--也是帕克太阳探测器任务的主要科学目标。太阳风由电子、质子和较重的离子组成，以大约每小时100万英里的速度穿过太阳系。当太阳风与地球的磁场相互作用时，它可以产生惊人的极光，并破坏GPS和通信系统。随着时间的推移，太阳风和其他太阳系的恒星风也可以影响行星大气的组成和演变--甚至影响行星的可居住性。
来自美国宇航局太阳动力学观测站和美国国家海洋和大气管理局对地静止业务环境卫星-R系列太阳紫外线成像仪仪器的合成视频显示了日冕底部的小规模喷流活动，或太阳的高层大气，以及它向高空的延伸。这可以从从太阳表面发出的波浪形结构中看出来。这些观测是在2021年4月28日大约10个小时内进行的。credits: NASA/SDO/GOES-R
数量上的优势
在地球上，太阳风通常是一种持续的微风。因此，科学家们一直在寻找在太阳上有一个稳定的来源，可以持续地为太阳风提供动力。然而，发表在《天体物理学杂志》上的新发现表明，太阳风可能在很大程度上是由间歇性喷发到日冕下部的单个小喷口提供能量和燃料的。尽管每个喷流相对较小--只有几百英里长--它们的集体能量和质量可能足以创造太阳风。
"科罗拉多州博尔德西南研究所的太阳物理学家、这篇新论文的共同作者克雷格-德福雷斯特说："这一结果意味着基本上所有的太阳风都可能是间歇性释放的，成为一个稳定的流动，就像礼堂里个别的鼓掌声在观众鼓掌时成为一个稳定的吼声一样。"这改变了我们对太阳风某些方面的思考模式"。
十多年前首次观察到的喷流，已知是由一个被称为磁重联的过程引起的，它发生在磁场线纠缠在一起并爆炸性地重新排列。重联是被称为等离子体的带电气体中的一个常见过程，在整个宇宙中，从太阳到近地空间，再到黑洞周围，都可以发现重联。在日冕中，重联产生了这些短暂的等离子体喷流，将能量和物质传递到日冕上部，作为太阳风逃逸到整个太阳系。
为了研究小喷流和磁场，科学家们主要使用了太阳动力学观测站（SDO）和地球同步运行环境卫星-R系列的太阳紫外线成像仪（GOES-R/SUVI）仪器的观测数据，以及加州大熊太阳观测站的古德太阳望远镜的高分辨率磁场数据。整个研究是由帕克太阳探测器首次观察到的一种现象推动的，这种现象被称为 "回旋"--太阳风中的磁力 "之 "字形结构。从许多视角的观察，以及这些视角的高分辨率和帕克太阳探测器的近距离观察相结合，帮助科学家们了解了小喷口的集体行为。
"该论文的共同作者、马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳物理学家Judy Karpen说："以前，我们无法检测到足够的此类事件来解释观察到的来自太阳的质量和能量数量。"但是观测分辨率的提高和细致的数据处理使得新的发现成为可能"。
观测结果表明，在整个太阳的低层大气中存在着喷流。这使得它们成为恒定的太阳风的一个可行的驱动力，而不是其他随着太阳活动的11年周期而起伏的现象，如太阳耀斑和日冕物质喷射。此外，科学家们计算出，由小喷口产生的能量和质量可以提供太阳风中所看到的大部分（如果不是全部）能量和质量。
美国宇航局的太阳动力学观测站显示了日冕底部的小规模喷流，或太阳的高层大气。可以看到小喷流从太阳表面喷出。这些观察是在2021年4月28日大约10个小时内进行的。Credits: NASA/SDO
酝酿数十年的突破
太阳风最早是由富有远见的科学家尤金-帕克在20世纪50年代末提出的，他是帕克太阳探测器的命名者。1988年，帕克提出日冕可能是由 "纳米火焰 "加热的，即太阳大气层上的微小爆炸。帕克的理论最终成为解释太阳风加热和加速的主要候选人。
"Raouafi说："我们观察到的微小的重新连接事件在某种程度上就是尤金-帕克在30多年前提出的。"我相信我们正走在理解太阳风和日冕加热的正确道路上。"
帕克太阳探测器和其他仪器，如美国宇航局的统一日冕和日光层的偏振计，或PUNCH，以及Daniel K. Inouye太阳望远镜的持续观测，将帮助科学家确认小喷口是否是太阳风的主要来源。
"这些发现使我们更容易解释太阳风是如何被加速和加热的，"德福雷斯特说。"我们还没有完成这个难题，但这是理解太阳物理学的一个核心之谜的重要一步。"
帕克太阳探测器是作为美国宇航局 "与星共存 "计划的一部分而开发的，旨在探索直接影响生命和社会的太阳-地球系统的各个方面。与星共存 "计划由位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为华盛顿的美国宇航局科学任务局管理。约翰霍普金斯应用物理实验室设计、建造、管理和运行该航天器。