神秘的东西正在阳光下 - 热门电晕的好奇案例

在表面上方，电晕（这里所示）延伸到数百万英里和具有等离子体的猪。最终，它作为太阳风继续，渗透整个太阳系的超声波等离子体流。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心/丽莎波吉/加尔纳杜克斯坦

太阳的东西正在阳光下。蔑视所有逻辑，其气氛变得很大，从太阳的炽热表面延伸得更热。

电晕的温度 - 太阳能大气的脆弱，最外层层 - 2百万华氏度的尖峰，而下面只有1,000英里，底层表面煨10,000 F.太阳队的速度是如何最伟大的在天体物理学中的未解决问题;科学家称之为冠状加热问题。一个新的，地标特派团美国宇航局的帕克太阳能探针 - 计划于2018年8月11日起推出，将通过电晕本身飞行，寻求其行为的线索，并为科学家提供机会解决这个神秘。

从地球上，我们看到它以可见光，太阳的外观 - 安静，不变 - 掩盖了我们最近的明星的生活和戏剧。它的湍流表面被喷发和辐射爆发爆发，太阳能材料以令人难以置信的速度飙升到太阳系的每个角落。这场太阳能活动可以触发有可能破坏无线电通信，危害卫星和宇航员的空间天气事件，并以最严重的干扰电网。

在表面之上，电晕延伸用于数百万英里，具有等离子体的隆起，气体过热，使得它们分离成离子和自由电子的电流。最终，它作为太阳风继续，渗透整个太阳系的超声波等离子体流。所以，人类在太阳的延长气氛中生活得很好。为了充分了解电晕和所有的秘密是不仅要了解地球上生命的明星，还要了解我们周围的空间。

冠状加热问题仍然是天体物理学中最伟大的未解决问题之一。了解天文学家在19世纪的eclipse期间如何发现这一神秘的证据，今天的科学家可以解释它。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ Joy Ng

一个150岁的谜团

我们对Corona的大多数人都植根于太阳能日食的历史中。在复杂的乐器和宇宙飞船之前，唯一一个从地球学习电晕的方法是在一个总食中，当月亮阻挡太阳的光亮的脸时，揭示周围的暗情暗情。

冠状加热问题的故事开始于在1869年总食中观察到的绿色光谱线。由于不同的元件在特征波长下发光，因此科学家可以使用光谱仪来分析来自太阳的光并识别其组成。但是在1869年观察到的绿线并不对应于地球上的任何已知元素。科学家认为他们也许他们发现了一个新的元素，他们称之为血糖。

我们对Corona的大多数人都植根于太阳能日食的历史中。帕克太阳能探头将飞过这个区域，寻求太阳行为的线索。这张照片拍摄于2017年8月21日的太阳日蚀期间在俄勒冈州马德拉斯。学分：NASA的戈达德太空飞行中心/ Gopalswamy

直到70年后，瑞典物理学家发现负责发射的元素是铁，过热到它是电离的13次，只需一半的铁的铁的一半。其中有问题：科学家认为，这种高水平的电离将需要冠状温度约200万华氏度 - 比表面更热的近200倍。

几十年来，这种愚蠢的简单绿色线路一直是太阳科学的蒙娜丽莎，挡住了无法解释其存在的融合科学家。由于识别其来源以来，我们已经了解拼图比第一次出现更复杂。

“我认为冠状养殖问题作为涵盖了一些相关的令人困惑的问题，”密歇根大学的空间科学家贾斯汀·卡瑟表示，安娜堡。卡斯珀也是SWEAP的主要调查员，太阳能通电alphas和质子调查短，仪器套件坐在帕克太阳能探头。“首先，电晕如何快速地热？但是问题的第二部分是它不仅仅是开始，它会继续前进。不仅加热持续，而且不同的元素以不同的速率加热。“这是在阳光下加热发生的事情的有趣暗示。

自从发现热的电晕，科学家和工程师已经做了很多工作来了解其行为。他们开发了强大的模型和仪器，并推出了观看时钟阳光的航天器。但即使是最复杂的模型和高分辨率观察也只能部分解释冠状加热，并且一些理论互相矛盾。还存在从远处研究电晕的问题。

我们可能住在阳光的膨胀氛围内，但近地上空间中的电晕和太阳等离子体急剧差异。它需要缓慢的太阳风大约四天，以旅行9300万英里，到达地球或航天器 - 有足够的时间与其他颗粒通过空间伸出并失去其定义特征的时间。

研究这种冠状动脉的线索的这种均匀汤是试图研究一座山的地质，通过在沿着河流下游的河流中的沉积物来实现沉积物。帕克太阳能探头前往电晕，将采样刚刚加热的粒子，从而消除了9300万英里的旅程的不确定性，并回到地球上的最原始测量历史记录的最原始测量。

“我们多年来的所有工作都达到了这一点：我们意识到我们永远无法完全解决冠状加热问题，直到我们在马里兰州的洛克斯大学应用物理实验室派遣探针以进行电晕本身进行测量。“ 。

到太阳旅行是一个比美国国家航空航天局年长的想法，但它已经拍摄了几十年来工程师，这项技术使其旅程成为可能。在那个时候，科学家们已经确定了什么类型的数据 - 和相应的乐器 - 他们需要完成电晕的照片并回答这种终极燃烧问题。

Sun的对流或沸腾，运动的特写镜头，右边的小型太阳黑子，来自Hinode，NASA与日本航空航天勘探机构（JAXA）之间的合作。太阳的外层是不断沸腾和带有机械能的潮。该流体运动产生复杂的磁场，延伸到电晕上。学分：NASA / JAXA / HINODE

解释科罗长的秘密

帕克太阳能探头将测试两个主要理论来解释冠状养护。太阳的外层是不断沸腾和带有机械能的潮。由于带电等离子的大量细胞通过太阳搅拌 - 很多泡沫通过一锅沸水卷起的方式 - 它们的流体运动产生延伸到电晕延伸的复杂磁场。不知何故，纠结的田地将这种凶猛的能量作为热量进入电晕 - 他们如何做到的是每个理论都在尝试解释。

一个理论提出电磁波是电晕的极端热的根源。也许沸腾运动发射了某种频率的磁波 - 从阳光下的深处进入电晕，它发送带电粒子旋转并加热气氛，有点像海浪如何向岸上推动和加速冲浪者。

另一个表明炸弹样爆炸，称为纳米闪闪发光，在太阳的表面倾倒热量进入太阳气氛。与他们的较大的对应物一样，太阳耀斑，纳米闪闪发光被认为是由称为磁重新连接的爆炸过程导致。汹涌的沸腾在阳光下扭曲和扭曲磁场线，建立压力和张力，直到它们在尾随破坏过度卷绕的橡皮筋 - 加速和加热颗粒时。

这两个理论不一定是相互排斥的。事实上，为了复杂化问题，许多科学家认为两者都可以参与加热电晕。例如，有时，将纳米污垢置出的磁性重新连接也可以发射Alfvén波，然后进一步热围绕等离子体。

另一个大问题是，这些过程多久发生一次 - 不断或以不同的爆发？回答需要一定程度的细节，我们没有9300万英里远。

“我们靠近加热，有时帕克太阳能探头将共同旋转，或者在阳光本身旋转的同样的速度下旋转或轨道轨道，”NASA的戈达德太空飞行中心的太空科学家埃里克基督教说格林贝尔，马里兰州和特派团科学团队的成员。“这是科学的重要组成部分。通过在同一点徘徊，我们将看到加热的演变。“

艺术家的美国宇航局帕克太阳能探测器的概念。宇宙飞船将飞过太阳的电晕来追踪能量和热量如何穿过明星的氛围。学分：NASA / Johns Hopkins APL

揭开证据

一旦帕克太阳能探测到达了电晕，它将如何帮助科学家区分波浪或纳米散丝驱动加热？虽然航天器带有四种类型的研究仪器套件，但两个尤其会获得用于解决冠状加热神秘的数据：田地实验和服务。

看不见的力量，领域的验船师，由加州大学，伯克利直接测量电源和磁场，以了解加热太阳风的冲击，波浪和磁性重构事件。

由马萨诸塞州剑桥的哈佛 - 史密森岛天体物理天文台领导 - 是调查的互补一半，收集热等离子体本身的数据。它在太阳能风光 - 电子，质子和氦离子中算上了最丰富的颗粒 - 并测量它们的温度，它们在被加热后以及在何时何地移动。

两种仪器套件一起绘制了电磁场的图片，以便负责加热，以及通过电晕旋转的刚加热的太阳能粒子。他们的成功的关键是高分辨率测量，能够在仅仅是一秒钟的级分中解决波浪和粒子之间的相互作用。

帕克太阳能探头将在390万英里的太阳表面振动 - 虽然这个距离看起来很棒，但航天器很好地检测冠状加热的签名。“尽管磁性重构事件在太阳表面附近下降时，航天器将在发生后看到血浆，”戈达德太阳能科学家Nicholeen Viall说。“我们有机会将我们的温度计粘在电晕上并观察温度升高。比较，以研究四天前从地球加热的等离子体，其中大量的3D结构和时间敏感的信息被冲出。“

这部分电晕完全是未开发的领土，科学家期待景点与他们以前见过的任何东西不同。有些人认为等离子体会像卷云一样有雏鸟和脆弱。或者也许它将看起来像是从太阳辐射的巨大管道清洁剂的结构。

“我很确定当我们得到第一轮数据时，我们会在阳光附近的较低海拔地区看到太阳风是尖刺和冲动的，”加州大学伯克利，天体物理学家和田地主要调查员斯图尔特·贝尔说。“我会把我的钱放在数据上比我们在地球附近更令人兴奋。”

数据足够复杂 - 来自多个乐器 - 它将需要科学家们将一段时间作着一起冠状加热的解释。因为太阳的表面不顺畅并且在整个过程中变化，帕克太阳能探头需要使多次通过太阳来讲述整个故事。但科学家有信心它有助于回答他们的问题。

基本思想是每种提出的加热机制都有其自身独特的签名。如果Alfvén波是电晕的极端热量的来源，那么田地将检测他们的活动。由于较重的离子以不同的速率加热，因此看似不同类别的颗粒以特定方式与这些波相互作用; SWEAP将表征其独特的互动。

如果纳米散发是责任，科学家期望看到爆炸磁性重新连接的爆炸标志的加速粒子的喷射。在发生磁性重新连接的情况下，它们还应该检测磁场正在快速改变和加热周围等离子体的热点。

发现前方

太阳科学家之间存在渴望和激动人心的嗡嗡声：帕克太阳能探针的使命标志着天体物理学历史的流域时刻，他们有一个真正的机会揭开近150年来混淆了他们的领域的谜团。

通过拼凑在一起电晕的内部工作，科学家们将彻底了解火花天气事件的动态，近地球空间的塑造条件。但本科学的应用也超越了太阳系。太阳打开了一个窗户，了解其他恒星 - 特别是那些也展示了太阳的加热 - 可能会促进可居住的环境，而是迄今为止的学习。并照亮了等离子体的基本物理可能会教科学家们对等离子体如何在宇宙中的其他地方行事，就像在星系的集群或黑洞周围。

我们也完全有可能构思最大的发现。这很难预测解决冠状热量如何改变我们对我们周围的空间的理解，但是这一基本发现可以永远改变科学和技术。Parker Solar Probe的旅程将对太阳系的永无止看见的地区带来了人力好奇心，每个观察都是潜在的发现。

“我差点肯定会发现我们现在不知道的新现象，这对我们来说非常令人兴奋，”Raouafi说。“帕克太阳能探头将通过帮助我们了解冠状加热 - 以及太阳能加速和太阳能粒子 - 但我认为它还有可能引导太阳能物理的未来的方向。”