刷新認知：距太陽表面僅610萬公里，探測器發現太陽的一個大秘密

2018年8月，一個專門用于近距離探測太陽的探測器發射升空，這個探測器被命名為“帕克”（Parker），早在2021年4月的時候，它就首次穿過了太陽的日冕層（即太陽大氣最外面的那一層），在接下來的日子里，它又多次與太陽進行了“接觸”，最近的一次距離太陽表面僅610萬公里左右。

引人注目的是，科學家近日根據“帕克”探測器傳回的探測數據，發現了太陽的一個大秘密，刷新了我們對太陽的認知。什么秘密呢？下面我們就來具體了解一下。

想象一條湍急的河流，其中充斥著各式各樣的旋渦，通常情況下，隨著河水的流動，這些旋渦會不斷的碰撞與摩擦，并隨之破碎，于是大旋渦就會變成小旋渦，小旋渦又會變成更小的旋渦，如此一來，旋渦里蘊含的能量就按“從大到小”的順序逐漸地耗散了。

實際上，太陽日冕層中的等離子體物質的流動也類似于湍急的河流，其中也會充斥著各式各樣的“旋渦”，并且也會不斷地碰撞與摩擦，所以科學家此前普遍認為，這些“旋渦”里蘊含的能量也會按“從大到小”的順序逐漸地耗散。

然而在此次研究中，科學家卻發現，在太陽日冕層的等離子體湍流中，能量的流動并沒有像之前想象的那樣順暢地進行，實際情況是，在“從大到小”的某個中間環節，這個過程似乎被“堵住”了。

這就像在湍流能量按“從大到小”的順序逐漸耗散的河流中，突然筑起了一座大壩，能量的“流水”無法順暢地流向下游（更小的尺度），被強制攔截了下來。

在此之后，這些被攔截的湍流能量并不會一直滯留在這個環節，它們會大量地轉化成一種被稱為“離子回旋波”（Ion Cyclotron Waves）的磁流體波。

由于這種波的頻率與等離子體中的離子圍繞磁力線做螺旋運動的頻率相匹配，因此它們就會通過共振的方式，直接將能量精準而高效地輸入到太陽日冕層的等離子物質中。

那么，這到底是什么機制造成的呢？對此，科學家給出的推測是，太陽日冕層中的等離子體流往往會是這樣一種情況：在大片區域內，要么都是正螺旋度，要么是都負螺旋度。

在這種情況下，當大片的正螺旋度等離子體團與負螺旋度的等離子體團相遇時，它們就不會輕易地“破碎”，這是因為太陽強大的磁場會有效地阻止這種情況的發生。

如此一來，就可能會形成一種規模巨大的“螺旋度勢壘”（Helicity Barrier），正是它的存在，引發了上述的現象。

科學家表示，已知的探測數據表明，太陽表面（光球層）的溫度大約為5500K，而太陽日冕層的溫度卻高達上百萬K，長期以來，我們都無法合理地解釋日冕層的溫度為什么會高得如此離譜。

而此次的研究，可謂是發現了太陽的一個大秘密，如果此次研究得到后續的證實，那我們就有望在不久的將來，徹底解釋太陽日冕層的高溫之謎，即：這種機制產生的“離子回旋波”對日冕層物質高效而精準的能量輸入，才造成了日冕層的高溫。

參考資料：J. R. McIntyre et al, Evidence for the Helicity Barrier from Measurements of the Turbulence Transition Range in the Solar Wind, Physical Review X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.031008