美國國家航空暨太空總署（NASA）的帕克太陽探測器發現，S形磁場彎曲並不是日冕極熱的原因。雖然這些回折出現在太陽風中，但在日冕中卻不存在。這項發現對太陽表面磁場碰撞產生迴轉的觀點提出了質疑，顯示還有其他機制在運作。要驗證新的假設，還需要探測器提供更多的資料。

帕克太陽探測器排除了日冕熱源是太陽磁場中S形彎曲的可能性。這些在太陽風中常見的彎曲並沒有出現在日冕中，這表明日冕還有其他加熱機制。資料來源：美國國家航空暨太空總署和密西根工程學院Levi Hutmacher

透過潛入日冕，美國國家航空暨太空總署（NASA）的帕克太陽探測器排除了造成日冕灼熱高溫的太陽磁場S形彎曲的原因。這是密西根大學7月29日發表在《天文物理學期刊通訊》的研究成果。

太陽冠狀大氣層的溫度是太陽表面溫度的200 倍，儘管它遠離太陽核心的最終熱源。日冕的熱量如何看似違背物理學，幾十年來一直困擾著科學家，但它卻讓太陽的帶電粒子熱湯（或等離子體）快速移動，足以擺脫太陽的引力，並以太陽風的形式吞噬我們的太陽系。

為了解開這個謎團，美國太空總署建造了帕克太陽探測器，潛入日冕尋找熱源。該飛船配備了一套由麻省理工大學氣候與太空科學和工程學教授賈斯汀-卡斯帕設計的儀器，可以直接測量日冕等離子體的密度、溫度和流動性。

當帕克太陽探測器繞著太陽飛行時，它發現太陽磁場的方向突然發生了逆轉。太陽磁場中的這些S 形彎曲在靠近太陽的太陽風中非常常見，但在日冕內卻不存在。資料來源：Adriana Manrique Gutierrez，美國太空總署戈達德太空飛行中心

當探測器第一次接近太陽時，它在太陽磁場中探測到了數百個S形彎曲–因其短暫扭轉磁場方向而得名–以及數千個較淺的彎曲。在一些科學家看來，這些折返點似乎是日冕和太陽風的熱源。它們嚴重的S 形彎曲儲存了大量的磁能，這些磁能很可能在岔路口穿越太空並最終變直時釋放到周圍的等離子體中。

“馬薩諸塞大學氣候與太空科學和工程助理研究科學家、該研究的通訊作者Mojtaba Akhavan-Tafti 說：”這些能量總得有個去處，它可能有助於加熱日冕和加速太陽風。

但要加熱日冕，回折需要在日冕中移動，因此了解回折形成的位置對於了解它們對日冕溫度的影響至關重要。研究團隊仔細研究了帕克太陽探測器繞太陽14圈的數據後發現，雖然S形彎曲在太陽附近的太陽風中很常見，但在日冕內卻不存在。

美國國家航空暨太空總署（NASA）將帕克太陽探測器送入太陽，以了解太陽大氣如何比太陽表面更熱。圖片來源：約翰-霍普金斯大學/APL/史蒂夫-格里本

科學家們仍然無法就造成迴轉的原因達成一致。有些人認為，磁場是被日冕以外太陽風中的湍流所彎曲的。另一些人則認為，”迴轉”是從太陽表面開始的，當洶湧的磁場線和磁環爆炸性地碰撞並結合成彎曲的形狀時，”迴轉”就開始了它的旅程。

研究結果排除了後一種假設。如果回折是由太陽表面的磁場碰撞形成的，那麼它們在日冕內應該更常見。不過，Akhavan-Tafti認為磁碰撞仍可能在迴轉現象的起源–以及日冕的加熱–中扮演某種間接的角色。

黃色等離子體勾勒出太陽表面的磁場線。有些科學家認為磁場碰撞會在太陽表面產生折返現象，但日冕中折返現象的稀少顯示並非如此。圖片來源：NASA 與密西根工程學院的Levi Hutmacher

Akhavan-Tafti說：「我們的理論可以填補關於S形迴轉軸產生機制的兩派觀點之間的空白。雖然它們必須在日冕外形成，但日冕內可能存在一種觸發機制，導致日風中形成回折。

當磁場在太陽表面碰撞時，它們會像撥動的吉他弦一樣振動，並沿著磁場向太空發送電波。同時，碰撞產生的能量在太陽風中形成速度極快的等離子體流。快速等離子體將磁波扭曲成太陽風中的迴旋波。如果其中一些磁波在成為迴旋波之前就消散在太陽大氣中，那麼它們也可能在加熱日冕方面發揮作用。導致迴轉現象形成的機制以及迴轉現象本身可能會加熱日冕和太陽風。

不過，目前還沒有足夠的數據表明，太陽表面的觸發因素比太陽風中的湍流更適合作為”迴轉”的原因。

“帕克太陽探測器最快將於2024年12月24日進入太陽，屆時將收集更多更接近太陽的數據。我們將利用這些數據進一步檢驗我們的假設，”Akhavan-Tafti說。

編譯自/ ScitechDaily