帕克太阳能探头将面临多百万度的华氏温度

太阳风吹过地球在这个例证。学分：NASA的戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室/ GREG SHIRAH

今年夏天，人类开始了触及太阳的第一任务：宇宙飞船将被推出到太阳的外层大气中。

面对数百万度的华氏温度，美国宇航局的帕克太阳能探头 - 首先预测太阳风的芝加哥物理学家大学以尤金帕克命名 - 将直接样本太阳粒子和磁场试图解决一些最重要的问题今天太阳科领域的问题。其中：太阳风的起源是什么，它是如何加速到每小时高达180万英里的速度？

太阳风填满了我们的整个太阳系。当太阳风的阵风到达地球时，他们可以掀起耀眼的极光 - 但也将宇航员暴露在辐射，干扰卫星电子，并破坏GPS和无线电波等通信信号。我们越了解推动太阳风的基本流程，我们可以减轻其中一些效果。

1958年，Parker开发了一个理论，展示了太阳热的电晕的理论，然后已知是数百万华氏度 - 这是如此热，即它克服了太阳的重力。根据该理论，电晕中的材料在各个方向上连续向外膨胀，形成太阳风。一年后，苏联航天器Luna 1在太空中检测到太阳风粒子，三年后，美国宇航局的水手2航天器确认了观察。

黑暗的冠状孔在极端紫外光的太阳图像中旋转到视图中。学分：NASA / SDO

几年前，水手2检测到两个不同的太阳风流：慢速流在每秒大约215英里，快速流速度，速度的两倍速度。然后，在1973年，鉴定了快速太阳风的起源。从Skylab取出的电晕X射线图像 - 美国的第一个载人航天站 - 透露，快速风从冠状孔中喷射，在太阳下是黑暗的，凉爽的地区。

“慢太阳风在许多方面，一个更大的谜团，”Nasa的戈达德太空飞行中心太阳能物理学家吉姆·克里姆克（Jim Klimchuk）在马里兰州Greenbelt的飞行中心。“它为揭示基本新的理解提供了极大的承诺。”

慢太阳风的起源和加速机制仍然是神秘的。这是一个十年的科学家之间的争论。

但我们不是没有线索。美国宇航局的尤利西斯使命在1990年推出，围绕太阳的极点飞行，观察到在最小的太阳能活动期间，慢太阳风被局限于太阳的赤道 - 帕克太阳能探头将飞行。随着太阳循环朝向其最大值的进展，太阳风的结构从两种不同的制度变化 - 快速处于磁极处，并在赤道上慢 - 到混合，不均匀的流动。

关于慢太阳风铰链的起源的争论，以区分被称为封闭和开放的电晕之间的区别。封闭的电晕指的是其磁场线关闭的太阳区域 - 即连接到两端的太阳面。明亮的头盔飘带 - 在磁性活动区域形成的大循环，形状像骑士的尖尖头盔 - 是一个这样的例子。沿着头盔拖缆的封闭回路行进的等离子体或电离气体是大部分限制在太阳附近的区域。

封闭的磁场线环回到太阳以形成头盔飘带，周围环绕着伸出空间的开放场线，如本说明书所示。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

另一方面，开放的电晕是指磁场线仅在一端锚定向太阳的区域，在另一端延伸到太空中，从而为太阳能材料产生高速公路逃逸到空间中。冠状孔 - 快速太阳风源处的较冷区 - 是开放场线的栖息地。

当慢太阳风留下太阳能电晕时，它也在开放的磁场线上流动，因为这是远离太阳的唯一途径。但是，无论是在那里开始的理论都有所不同，或者在封闭的场线上出生，只能在沿途的某处切换到开放的场地线。

例如，膨胀因子理论，例如，慢太阳风源于开放场线，就像快速的风一样。它（相对）慢速速度来自推出路径，它将其出路在电晕上，因为磁场线裙轮毂横穿头盔飘带的边界。就像管道通过管道的水量向涓涓细流随着管道膨胀时，沿着这些加宽的磁路沿着这些加宽的磁道抽出，形成慢风。

其他理论声称慢太阳风源于封闭的场线，后来开关以开放的场线。因此，当从冠状孔的开放场线凸起进入头盔飘带边缘的封闭场线时，慢风形状，在称为磁重新连接的事件中爆炸地重新加热。就像经营者翻转交换机后的火车改变轨道一样，以前在拖车的封闭场线上的等离子突然发现自己在一个开放的场线上，可以逃离空间。

慢太阳风量子曾经在封闭的场线上持续的想法是通过证据支持我们曾经面对我们所知道的极端加热的证据。

“当我们测量它时，这不是血浆的温度;这是关于这种等离子体的温度历史，“在戈达德的密歇根州大学研究科学家Aleida Higginson说。“我们可以说，过去的太阳风在过去更热。”此外，构成慢速太阳风的特定元素混合与在封闭的电晕中看到的那些匹配 - 但是没有血浆我们所知道的等离子体一直是开放的场线。

目前通过航天器附近测试这些理论的努力被他们的测量与太阳风的起源之间的远距离（在9300万英里所发生）之间的大距离被推迟。关键是接近，将太阳风追溯到其源头 - 帕克太阳能探头将只是这样做。

“如果我们可以测量慢太阳风，并且发现它来自开放和封闭磁场之间的边界，那么支持磁性重新连接引起慢太阳风的想法，”Klimchuk说。

帕克太阳能探头的乐器将收集磁重组的下游证据 - 封闭场到开放场理论在播放的讲述迹象。特定类型的重新连接以不同的方式扭曲产生的磁场，帕克的乐器将在早期衡量这些领域的曲折，然后在他们有很多时间被扭曲之前。此外，新兴太阳风的特写图像将告诉我们冠状结构如何发展，因为它们向外传播。这将有助于我们回答太阳风是否是连续或间歇流的长期问题。

对于渴望数据以测试其理论的科学家来说，太阳能电晕的磁场的准确测量将是宝贵的。“这就是为什么帕克的使命如此重要，”希文顿说。“这一切都追溯到了解太阳的详细磁结构。”