有一股風(fēng)是從太陽發(fā)出的，產(chǎn)生的聲音不像柔和的哨子，而像颶風(fēng)的尖叫聲。太陽風(fēng)由電子、質(zhì)子和更重的離子組成，以大約每小時100萬英里的速度穿過太陽系，掠過其路徑上的一切。

然而，通過風(fēng)的咆哮，NASA帕克太陽探測器可以聽到細(xì)小的啁啾、尖叫聲和沙沙聲，這些都暗示了這種神秘而無處不在的太陽風(fēng)起源?，F(xiàn)在約翰·霍普金斯應(yīng)用物理實驗室團(tuán)隊也獲得了第一次聽到這些聲音的機(jī)會。

帕克太陽探測器任務(wù)項目科學(xué)家努爾·拉瓦菲說：我們正在觀察圍繞太陽誕生的年輕太陽風(fēng)，這與在地球附近看到的完全不同?？茖W(xué)家們研究太陽風(fēng)已經(jīng)60多年了，但仍然對太陽風(fēng)的許多行為感到困惑。例如，雖然知道它來自太陽被稱為日冕的百萬度外層大氣，但太陽風(fēng)在離開太陽時并不會減慢，它會加速，而且它有一種內(nèi)部加熱器，當(dāng)它在太空中疾馳時，它不會冷卻。隨著人們越來越擔(dān)心太陽風(fēng)干擾GPS衛(wèi)星并擾亂地球電網(wǎng)的能力。

在探測器發(fā)射僅僅17個月后，在繞太陽三圈之后，帕克太陽探測器并沒有讓科學(xué)家失望?？茖W(xué)家們希望有重大發(fā)現(xiàn)，因為將進(jìn)入未知領(lǐng)域，而且實際上看到的情況超出了任何人的想象。研究人員懷疑太陽風(fēng)中的等離子體波，可能是這種風(fēng)一些奇怪特征的原因。就像氣壓的波動會引起風(fēng)，迫使海洋上掀起滾滾的波浪一樣，電場和磁場的波動也會引起波浪，穿過電子、質(zhì)子和其他帶電粒子組成的云團(tuán)，這些粒子構(gòu)成了遠(yuǎn)離太陽的等離子體。

粒子可以“乘坐”這些等離子波，就像沖浪者乘坐海浪一樣，將它們推向更高的速度。等離子體波在加熱和加速粒子方面肯定起到了作用，只是不知道在多大程度上是其中的一部分，這就是帕克太陽探測器的用武之地。磁場儀器可以竊聽等離子體波引起的電磁波動，當(dāng)波和粒子相互作用時，它也可以“聽到”，記錄這些等離子體波的頻率和振幅信息，然后科學(xué)家可以將其播放為聲波，可以產(chǎn)生一些驚人的聲音。

以哨聲波為例

這是由太陽日冕中爆發(fā)出的高能電子造成，這些電子沿著遠(yuǎn)離太陽磁力線延伸到太陽系最遠(yuǎn)的邊緣，像騎著旋轉(zhuǎn)木馬一樣繞著它們旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)入x子體波的頻率與這些電子自旋的頻率相匹配時，它們就會相互放大，這聽起來就像是“星球大戰(zhàn)”里的一幕。團(tuán)隊成員、科羅拉多大學(xué)博爾德分校和大氣與空間物理實驗室的助理教授大衛(wèi)·馬拉斯皮納說：一些理論研究表明，太陽風(fēng)的加速部分歸因于這些逃逸的電子，電子也可能是理解一個加熱太陽風(fēng)的過程的關(guān)鍵線索。

研究人員可以利用對這些波的觀測向后工作，探索日冕中這些電子的來源。另一個例子是色散波，當(dāng)它們穿過太陽風(fēng)時，它會迅速從一個頻率轉(zhuǎn)移到另一個頻率。這些變化產(chǎn)生了一種“啁啾”聲，聽起來就像風(fēng)從麥克風(fēng)上呼嘯而過。它們在地球附近很罕見，所以研究人員認(rèn)為它們并不重要。但是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在離太陽更近的地方，這些海浪無處不在。這些波以前從未在太陽風(fēng)中被探測到，至少沒有大量探測到。

沒有人知道是什么導(dǎo)致了這些啁啾聲的海浪，也沒有人知道它們是如何加熱和加速太陽風(fēng)的。這就是研究人員將要確定的，這將是令人難以置信和令人興奮的事情?？吹剿羞@些波浪活動都離太陽很近，這就是為什么這次帕克探測器任務(wù)如此關(guān)鍵的原因。我們看到了在地球上沒有觀測到的太陽等離子體新的早期行為，看到波攜帶的能量正在沿途的某個地方消散，以加熱和加速等離子體，但帕克太陽探測器聽到的不僅僅是等離子波。

在穿過一團(tuán)微小的塵埃時，儀器還捕捉到了一種類似于舊電視靜電的聲音。這種靜電般的聲音，實際上是每天發(fā)生的數(shù)百次微觀撞擊：被太陽引力和熱量撕裂的小行星塵埃和彗星剝離的粒子，以接近每小時25萬英里的速度撞擊航天器。當(dāng)帕克太陽探測器在這個塵埃云中巡航時，宇宙飛船不僅撞上了這些粒子，還將它們“消滅”了。每個顆粒在一股微小的等離子體中爆裂成電子、質(zhì)子和其他離子，磁場儀器可以“聽到”，然而，每次碰撞也會損壞航天器的一小部分。

這是很好理解的，這將會發(fā)生，沒有人了解的是那里會有多少灰塵。APL工程師使用模型和遠(yuǎn)程觀測來估計在航天器發(fā)射之前塵埃狀況可能會有多糟糕。但在這個未知領(lǐng)域，這個數(shù)字肯定會有一定的誤差。APL帕克太陽探測器任務(wù)系統(tǒng)工程師詹姆斯·金尼森說：塵埃密度的這種差異，只是探測器靠近太陽如此有用的另一個原因。盡管塵埃的密度比預(yù)期要高，但目前沒有任何跡象表明塵埃影響是任務(wù)的一個擔(dān)憂。

博科園｜研究/來自：約翰·霍普金斯大學(xué)

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