自1960年代以来，天文学家一直在探讨太阳的超音速太阳风，这是一股从太阳向外推送的高能粒子流，并研究这些粒子流在离开太阳后如何持续获得能量。
最近，得益于美国太空总局（NASA）和欧洲太空总局（ESA）的两颗研究太阳的卫星在太空中的巧合排列，天文学家可能找到了答案。研究结果显示，超音速太阳风是由太阳周围磁场的反向弯曲或大规模扭结所驱动的。研究成果发表在《科学》期刊上（Rivera et al. 2024）。
NASA的帕克太阳探测器（Parker Solar Probe）于2021年成为首个进入太阳磁气层的探测器。开始观测任务后，帕克太阳探测器发现磁场反向弯曲现象在超音速太阳风中非常普遍。科学家根据理论推测，这可能是超音速太阳风在离开太阳后获得能量的来源。然而，缺乏实验证据来证明这一现象是否实际上释放了足够的能量，对太阳风产生重要影响。
为了解答这个问题，研究团队使用了两个不同的太空探测器。帕克太阳探测器专为穿越太阳大气层（日冕）而设计，而ESA和NASA合作的太阳轨道载体（Solar Orbiter）则在较远的距离测量太阳风。这次观测得益于2022年2月的一次巧合排列，使帕克太阳探测器和太阳轨道载体能够在两天内测量到相同的太阳风。当时，太阳轨道载体几乎位于前往太阳的半途，而帕克太阳探测器则在太阳磁层的边缘徘徊。
帕克太阳探测器在靠近太阳周围的区域观测到了速度较慢但充满磁场反向弯曲现象的电浆体，而太阳轨道载体则记录到了一股已经受热且几乎没有磁场反向弯曲现象的快速太阳风。将这两者的观测结果联系起来后，研究团队完整地记录了慢速电浆体如何被加速成为超音速太阳风。之前，无法测量这一现象，直到这两个任务的探测器完美配合，并在相同时进行观测。现在，科学家可以直接测量日冕附近的磁场和电浆所存储的能量，以及远离太阳时能量的增加或减少程度。
这个发现不仅解答存在近50年的超音速太阳风问题，也帮助科学家更好地预测太阳活动和太空天气，还有助于我们理解其他恒星周围的环境，例如在那里的系外行星会受到怎样的恒星风影响。
（首图来源：NASA）
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