在這張太陽軌道器的Metis 儀器拍攝的影像中，可以看到太陽的外層大氣，即日冕，一直延伸到太空中。Metis是一個多波長裝置，可在可見光和紫外線波長下工作。它是一個日冕儀，這意味著它可以阻擋太陽表面明亮的陽光，讓日冕中的粒子散射出較暗的光線可見。在這張圖片中，模糊的紅色圓盤代表日冕儀，而白色圓盤是用來壓縮圖片尺寸的遮罩，以減少不必要的下行資料量。圖片來源：歐空局和美國國家航空暨太空總署/太陽軌道器/Metis 小組；D. Telloni 等人(2023)

理論和調查挑戰長期以來，人們一直懷疑太陽大氣中的湍流會導致日冕中的等離子體大幅加熱。但在研究這現象時，太陽物理學家遇到了一個實際問題：僅靠一個太空船不可能收集到所需的全部資料。研究太陽有兩種方法：遙感和現場測量。在遙感測量中，太空船被放置在一定距離之外，使用照相機以不同波長觀測太陽及其大氣層。在原位測量中，太空船飛過它想要研究的區域，對該部分空間的粒子和磁場進行測量。這兩種方法各有優勢。遙感可以顯示大範圍的結果，但無法顯示等離子體中發生的過程細節。同時，原位測量能提供等離子體中小規模過程的高度具體訊息，但不能顯示這些過程如何影響大規模過程。雙航天器調查要了解全貌，需要兩個太空船。這正是太陽物理學家目前所擁有的，即歐空局領導的太陽軌道器太空船和美國太空總署的帕克太陽探測器。太陽軌道器的設計目的是盡可能地接近太陽，同時進行遙感操作和現場測量。帕克太陽探測器在很大程度上放棄了對太陽本身的遙感，而是更靠近太陽進行實地測量。但是，為了充分利用它們的互補性，帕克太陽探測器必須在太陽軌道器的一個儀器的視野範圍內。這樣，太陽軌道器就可以記錄帕克太陽探測器在原地測量所產生的大量數據。歐空局的太陽軌道器是近距離研究太陽的兩個互補太空船之一：它與美國國家航空暨太空總署的帕克太陽探測器一起執行任務。圖片來源：太陽軌道器： 歐空局/ATG medialab；帕克太陽探測器： 美國國家航空暨太空總署/約翰斯-霍普金斯APL天體物理協調都靈天體物理觀測站義大利國家天文物理研究所（INAF）研究員丹尼爾-泰羅尼（Daniele Telloni）是太陽軌道器的Metis 儀器背後團隊的成員。Metis 是一個日冕儀，可以遮擋來自太陽表面的光線並拍攝日冕照片。它是用於大規模測量的完美儀器，因此達尼埃爾開始尋找帕克太陽探測器排成一行的時間。他發現，在2022 年6 月1 日，這兩個太空船將處於正確的軌道配置中–幾乎是這樣。從根本上說，太陽軌道器將注視著太陽，而帕克太陽探測器則在一旁，距離很近，但剛好在梅蒂斯儀器的視野之外。當丹尼爾看到這個問題時，他意識到要讓帕克太陽探測器進入視野，只需要在太陽軌道器上做一點小動作：翻滾45度，然後將其稍微指向遠離太陽的方向。但是，太空任務的每一個動作都是事先精心策劃好的，太空船本身也被設計成只能指向非常明確的方向，尤其是在應對可怕的太陽熱量時，不清楚太空船操作團隊是否會批准這樣的偏差。然而，當所有人都清楚了潛在的科學回報之後，決定是明確的”是”。歐空局的太陽軌道器任務將在最接近太陽時從水星軌道內面對太陽。圖片來源：ESA/ATG medialab突破性觀測滾動和偏移指向繼續進行；帕克太陽探測器進入視場，這兩個太空船首次同時測量了日冕的大尺度構造和等離子體的微物理特性。“這項工作是很多很多人貢獻的結果，”領導資料集分析的丹尼爾說。透過共同努力，他們首次對日冕加熱率進行了全面觀測和現場估算。美國亨茨維爾阿拉巴馬大學的加里-贊克（Gary Zank）是這篇論文的共同作者之一，他說：”同時使用太陽軌道器和帕克太陽探測器的能力確實為這項研究開闢了一個全新的維度。”透過將新測量的速率與太陽物理學家多年來的理論預測進行比較，丹尼爾證明了太陽物理學家將湍流認定為一種能量傳遞方式幾乎肯定是正確的。帕克太陽探測器接近太陽的藝術家概念圖。圖片來源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben湍流產生這種作用的具體方式與您早上攪拌咖啡時發生的情況並無二致。透過刺激流體（氣體或液體）的隨機運動，能量被傳遞到更小的尺度，最終將能量轉化為熱量。在日冕中，流體也被磁化，因此儲存的磁能也可以轉換為熱能。這種磁能和運動能從較大尺度轉移到較小尺度的正是湍流的本質所在。在最小尺度上，它使波動最終與單個粒子（主要是質子）相互作用，並加熱它們。結論與啟示在太陽加熱問題得到解決之前，我們還需要做更多的工作，但現在，由於達尼埃勒的工作，太陽物理學家首次測量了這個過程。”這是科學上的創舉。”計畫科學家丹尼爾-穆勒（Daniel Müller）說。