帕克探測器揭密日冕邊界，發現太陽物質竟會「倒流」

美國國家航空暨太空總署（NASA）的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）於 2024 年 12 月 24 日達到其軌道上最接近太陽的點，這一點被稱為「近日點」（perihelion），距離太陽表面約 380 萬英里（約 6.1 百萬公里）。這次飛越是該探測器最新的任務，旨在深入研究太陽的外層大氣──日冕（corona）。

在這次飛越中，帕克太陽探測器再次創下430,000英里的時速，這速度足以讓人從紐約飛往東京僅需不到一分鐘。探測器將收集有關太陽風、耀斑和日冕物質拋射（coronal mass ejections）的數據，這些都是影響太空天氣的神祕太陽活動。探測器的四個科學儀器，包括WISPR（Wide-Field Imager for Solar Probe），將測量太陽粒子和磁場。

這次接觸距離2024年12月的歷史性飛越僅一年，當時帕克成為最接近太陽的人造物體。該事件的發現和影像已於11日在《天體物理學期刊快報》中發表。帕克計畫科學家努爾·拉瓦菲（Nour Rawafi）在一份聲明中表示，隨著探測器多次接近太陽，我們將能夠更全面地了解太陽的磁場及其對我們的影響。隨著太陽從太陽極大期過渡到極小期，我們將見證更戲劇性的場景。

帕克太陽探測器於2018年8月12日發射，旨在深入了解太陽及其日冕的運作。該探測器於2021年首次「觸碰」太陽，進入了溫度高達華氏350萬度（約攝氏1,926°C）的區域。當前，太空天氣仍然不甚了解，預測可能會干擾電網、電信和GPS系統的太陽物質爆發仍然具有挑戰性。幸運的是，地球的氣氛和磁場能夠保護人類免受太陽風暴中輻射的最有害影響。

然而，這些事件對人類依賴的技術可能會造成影響。例如，1989年3月的一次太陽耀斑導致加拿大魁北克全境停電12小時，並干擾了自由歐洲電台的無線電信號。日冕物質拋射和耀斑都涉及巨大的太陽爆炸，並且有時會同時發生。透過望遠鏡，耀斑呈現為明亮的光，而拋射則看起來像是飛向太空的氣體扇形。NASA將這兩種現象的區別比做美國內戰時期的火炮：耀斑就像是炮口閃光，任何附近的人都能看到；而日冕物質拋射則像是炮彈，朝著特定方向發射，僅影響特定區域。

從拋射中釋放的熱等離子體通常需要三天才能到達地球，速度超過每小時100萬英里。當這些帶電粒子與地球的磁場相互作用時，可能會引發地磁風暴。帕克的觀測顯示，去年12月一次日冕物質拋射中發射的某些磁性物質實際上是回落到太陽，而不是逃逸出去。這種回收似乎重新塑造了磁環境，甚至影響後續太陽爆發的方向。

▲ 這些由 NASA「帕克太陽探測器」上的「廣域成像儀」（WISPR）所拍攝的影像，顯示了一種發生在太陽高層大氣中、被稱為「流入」（inflow）的現象。所謂流入，是因為被拉伸的磁力線發生重組，導致原本受困於磁力線上的物質，如雨般回落至太陽表面。

這些數據還幫助科學家們繪製了日冕邊界的第一張詳細地圖，這一邊界被稱為阿爾芬表面（Alfvén surface），在這裡，太陽物質脫離並成為太陽風。探測器的測量顯示，隨著太陽活動的增加，這一區域變得越來越大且邊緣不規則。NASA的日冕物理部門主任喬·韋斯特雷克（Joe Westlake）表示，從這些影像中獲得的見解對於理解和預測太空天氣在太陽系中的運動至關重要，特別是在確保阿提米絲（Artemis）太空人在超越我們大氣層的保護屏障時的任務規劃中。

NASA正在審查2026年及以後的探測器後續步驟。