太陽是地球上主要的熱量、能量和光的來源，它在整個人類歷史上都是遙不可及的。1976年，太陽神2號宇宙飛船到達了距離太陽4300萬公里的地方，這一紀錄保持了40多年。現在，美國宇航局帕克太陽探測器已經打破了之前的記錄，距離太陽只有787萬公里，以至于有報道稱探測器“觸碰到了太陽”。帕克太陽探測器的這一壯舉著實了不起，但它真的“接觸了太陽”或“進入了太陽的大氣層”嗎？

如何靠近太陽

當我們將一個物體發射到太空時，無論我們給它的速度是多少，它都會疊加在地球的軌道速度上，這意味著我們可以讓它擁有比地球更多或更少的軌道能量，要么把它推到一個相對于太陽更高、約束更小的軌道上，要么把它推到一個約束更小、更低的軌道上。

為了使一個物體從地球軌道落入太陽，它必須要釋放巨大的角動量。從技術上來說，我們離實現這一目標還有很長的路要走。但多虧了我們對引力和軌道力學的理解，我們有了更巧妙、更省能量的方法：引力彈弓。

利用引力彈弓技術是接近太陽的關鍵。當你飛過一顆行星時，你可以偷走行星的能量來增加動能，也可以通過行星來失去動能，這些相互作用純粹是引力作用。我們經常使用這種技術將物體送到他們想要的目的地。

帕克太陽探測器與行星進行了大量能量損失的引力相互作用，尤其是與金星的反復相互作用，使其能夠如此接近太陽。2019年，它首次飛越太陽2370萬公里以內，比以往任何時候都深入太陽風。在2021年4月，它跨越了1310萬公里以下的閾值，在那里首次直接觀察到了長期以來一直預測存在的一組新太陽現象。這次，它離太陽最近的距離只有787萬公里。在與金星持續的引力相互作用之后，它的最后一次接近將把它帶到616萬公里以內。

如何抵抗太陽的熱量

需要開發一種特殊的、獨一無二的隔熱板來保護帕克太陽探測器。在地球目前與太陽的軌道距離上，太陽輻射每平方米給我們帶來1.5千瓦的能量。在其最近的位置，帕克太陽探測器將感受到650千瓦每平方米的輻射。為了生存下來，在航天器的設計中采取了以下干預措施。

它有一個面向太陽的保護罩，該物體直徑2.3米，厚11.4厘米，由碳-碳復合材料制成，設計可以承受1370°C的高溫。保護罩被涂上了一層白色反光氧化鋁層，以盡可能減少太陽輻射。飛船和它的儀器被放置在防護罩的陰影中心，完全阻擋了太陽輻射。

帕克太陽探測器在找什么

我們早就知道，太陽的光球層不是在單一溫度下的固體表面，而是在許多不同的深度發出我們所觀察到的“陽光”。它不是作為一個單獨的黑體，它表現出好像是一系列黑體的總和，告訴我們太陽并不是一個固體表面。在日食期間，我們能夠看到太陽的內日冕。同時，在遠離太陽的地方，我們只能看到帶電粒子流，也就是我們通常所知的太陽風。

因此，我們隱約知道，當我們從光球層上方的內部區域到太陽風占主導地位的最外層區域時，太陽發射和產生的帶電粒子和磁場的行為中一定發生了一系列的轉變。日冕問題使這一問題更加復雜：盡管太陽的光球層“僅”在6000K左右，但日冕要熱得多，高達數百萬度。能量在太陽和日冕之間以某種方式傳遞，這種方式遠遠超出了單純的輻射加熱。

帕克太陽探測器的主要任務之一就是解答能量轉移是如何發生以及在何處發生的問題。理論上，解決方案中需要包含許多物理組件。首先，當你向內移動時，你會開始看到太陽風不是簡單地由均勻的帶電粒子流組成。你會發現太陽磁場會以一種混亂的方式改變方向，這就是我們所知的“折回”。2019年，在距離太陽2370萬公里的地方，帕克太陽探測器首次發現了它們。

當你繼續向內移動時，你會發現這些折回的起源：在科學文獻中稱為阿爾文點。一個阿爾文點有三個重要的性質，這些性質對于理解太陽物理學都是至關重要的。今年早些時候，派克太陽能探測器終于發現了這一現象發生的地方：距離太陽1310萬公里。

它尚未發現但希望找到的是這些磁折線是如何形成的，磁重連起了什么作用，是如何連接到位于太陽日冕底部的磁漏斗上的。更多關于太陽風加速、日冕過熱的信息，甚至可能是關于預測空間天氣事件的見解，可能會通過額外的數據和飛越發現。

它真的“接觸到太陽了嗎”

如果你看一張長時間曝光的日冕照片，你會發現一系列顯著的事實。首先，你會看到在太陽光球層之外的不同區域之間沒有連續。日冕的底部有大量的日珥和磁環，它直接與太陽大氣層的外層區域相連，一直延伸到太陽風的最外層。

曝光時間最長的日全食照片，拍攝于持續時間最長、最黑暗的日全食期間，揭示了這個延伸的結構遠遠超出了水星軌道。我們現在知道，它不僅吞沒地球，甚至延伸到太陽系外。從太陽底部到日冕，再到太陽風撞擊日球層頂的最外層，這一切都只是一個連續的結構。

在一個非常真實的方式中，我們的整個地球都在日冕的“內部”，而日冕甚至延伸到我們太陽系最外層的行星。日冕不會在某個任意點結束，然后變成太陽風，它是一個連續的結構。

這個定義被相當一部分太陽物理學家所青睞，但卻被其他物理學家強烈質疑。

帕克太陽探測器所取得的成就是非常了不起的。我們已經探測到磁性折返點，確定了它們的原點，并發現了太陽周圍的阿爾文點。我們的太陽，以它的光球層來衡量，是我們整個太陽系中自然出現的最完美的球體。然而，如果你用阿爾文臨界表面來定義“太陽”，那會立即使它成為我們見過的球對稱度最低的自然天體，甚至可能比“奧陌陌”還差。