在太阳的边缘疯狂试探，“帕克”太阳探测器即将迎来近日点！

 （图片来源：NASA）

2019年8月16日，帕克太阳探测器第三次开启了它的四个仪器套件，这比前两次太阳遭遇时都要早，使得这一次的观测周期从11天延长到了35天左右。据美国航空航天局预测，“帕克”的第三次近日点将发生在今年的9月1日。

此前，在4月4日，“帕克”刚刚完成了它的第二次近太阳探测，并以2414公里记录为距离太阳最近的太空船。显然，一周以后这一数据将会被它自己再一次刷新。

11月8日从距离太阳2719万公里的太空中拍摄的太阳。

这张炽热的图片是去年11月8日，帕克太阳探测器在距离太阳2719万公里的太空中拍摄的。从图中我们可以看到高能气体（等离子体）从太阳喷涌而出的画面，而那个明亮的圆点就是我们的水星，周围出现的黑点则是由于图像生成方式而出现的水星的重复影像。

按照美国航空航天局的计划，整项任务的时间将持续到2025年中，在这期间帕克太阳探测器将完成24次飞越，最终直接飞入太阳外层大气层日冕所在轨道上，到达距太阳光球层616万公里（约为日地距离的4%）的地方。

“我们需要深入这一区域，采集新的等离子体，采集新形成的物质，从而观察那里正在发生什么过程，存在什么物理机制，”NASA华盛顿特区总部太阳物理学分部主任尼古拉·福克斯（Nicola Fox）解释道，“我们想要了解为什么会存在这种温度倒置——你从一颗高温的恒星旁边经过，却发现它的大气层变得更加炙热，而不是像你想象的那样阴冷。”

帕克太阳探测器必须总是将隔热罩对准太阳，上面的广域成像仪只能躲在厚厚的隔热罩后面，从侧面对太阳进行拍摄。

如今帕克太阳探测器已经发射一周年了，但你真的理解它的意义吗？

这货都快亲吻太阳了，而你对太阳的了解还停留在赤橙黄绿蓝靛紫？

接下来让我们捋一捋上述内容中出现的知识点：

1、当之无愧的C位

众所周知，太阳是太阳系的中心，是我们仰望天空时那个最亮、最热的“大火球”（我是说万里无云的时候），但你知道太阳究竟有多大吗？

太阳的半径有将近70万公里，体积是地球的130万倍。太阳系中包括八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，而这所有的天体加起来的质量都不足太阳系总质量的1%，也就是说，光太阳自己的质量就占了整个太阳系总质量的99.86%！

太阳实际上是一颗黄矮星，黄矮星的寿命大概为100亿年，而我们的太阳现在已经45.7亿岁了，大约50至60亿年之后，太阳内部的氢元素就会几乎会全部消耗殆尽。

太阳也许看起来像是固体，但它其实是一个主要由氢和氧组成的巨大的稠密气体球。描述太阳的最佳词汇是流体，这个描述包括了液体、气体和等离子体等可能的状态（等离子体是一种特殊的液体或者气体，其中的电子被从原子中分离出来，使用这种材料可以导电）。

——选自《太阳全书》

《太阳全书》，作者是有“美国夸父”之称的杰伊·帕萨乔夫。

2、一场危险的“越狱”

由于太阳黑子磁场区的面积增加和逐渐消失引起强磁场区域衰减，会伴随着冕洞的形成。太阳大气的开放区域形成时，太阳表面一块很大的面积由单一磁极性主导，例如活动区的后随极性在太阳表面扩散。当太阳表面很大面积的一大部分由同一极性主导，在这一部分表面上方所有的磁场将会竖起来指向同一个区域，也就是垂直于日表方向。如果没有日冕存在，磁场将会保持在太阳附近，这部分从太阳面发射的磁场将会返回去，终结于太阳表面的另一区域。

日冕物质抛射从太阳表面喷射到行星际空间。

但是，本应被闭合的磁场保持在接近于表面处的日冕离子体，由于其高温，被从太阳表面推到外面，进而增加了磁场开放并指向行星际空间的趋势。最终，表面磁荷分布趋向于使磁场变得垂直这一因素，与日冕等离子体向上的压力作用在一起，引起磁力线的开放。这些开放的区域使日冕等离子体不再被磁场约束，而是可以自由地离开太阳，以太阳风高速流的形式向外面运动。流动的太阳风携带着磁场，二者一并形成了射流状结构，延伸到离太阳很远的距离。

2013年6月19日，温度高达百万度的日冕图像中的一个大的冕洞。

3、“外热内冷”的太阳

在日全食即将开始的前几分钟，太阳会明显地暗下来。但是太阳看起来比月亮亮无数倍，所以即使太阳被遮住，只剩下百分之一被人看见，也比夜晚满月时的月亮要亮10000倍甚至更多。

慢慢地，月亮会几乎完全地遮住太阳，只留下一串“珠子”，这是太阳光透过月球上凹凸不平的环形山而行形成的。最后，天空中只剩下一颗漂亮的“珠子”，我们将其称为“钻石环”。当钻石环消失后，太阳周围会出现晕状的物质，这就是“日冕”。

日冕图

日冕由很稀薄的完全电离的等离子体组成，其中主要是质子、高度电离的离子和高速的自由电子。它是太阳大气的最外层，可以分为内冕、中冕和外冕，其温度是太阳表面温度的数百倍——没错，就如福克斯所说，我们的太阳，存在一种温度倒置现象。我们惯性地以为越接近太阳本身温度就应该越高，但事实却是，位于太阳大气最外层的日冕的温度要比太阳表面的温度要高得多，至于这是为什么，恐怕就要等着“帕克”太阳探测器带给我们答案了，不过在这之前，或许你可以先从这本书里了解一二。

伦敦科学博物馆

国际天文学联合会权威专家

联合出品

作者简介

 杰伊·帕萨乔夫

享誉全球的日食专家，国际天文学联合会（IAU）日食工作组主席，曾任美国国家航空航天局（NASA）天体物理学会委员。至2018年已观测过70次日食，被誉为“美国夸父”。著有大量天文学、物理学等各学科专著和教材。2003年荣获美国天文学会教育奖，2012年荣获法国天文学会最高奖皮埃尔·让森奖。

 李昂·戈拉伯

哈佛-史密森天体物理中心的高级天体物理学家。他擅长研究太阳和恒星磁场活动，并参加建造了许多火箭和卫星仪器。