新生太阳风中由磁重联机制获得能量的粒子

这些新结果提供了崭新的视角，揭示了磁重联如何加热太阳大气（随后转变为太阳风），以及太阳耀斑如何将一小部分带电粒子加速至近相对论速度。

"通过西南研究院（SwRI）主导的磁层多尺度任务，科学家首次直接探测到地球附近的磁重联源头，观测了这一爆炸性物理过程如何将储存的磁能转化为动能和热能，" 该研究新论文的主要作者、SwRI的米希尔·德赛博士表示，"现在帕克探测器则直接观测到，在行星际磁场极性反转的日球层电流片（HCS）处，磁重联如何将带电粒子激发到极高能量。"

当帕克穿越日球层电流片时，科学家发现了一个指向太阳的重联喷流以及向太阳传播的高能质子，证实它们源自日球层电流片的重联区域，而非太阳上无关的其他过程。在重联排气核心区，帕克探测到捕获的高能质子能量比单个粒子可用磁能高出千倍。

"这些发现表明，日球层电流片中的磁重联是近太阳空间太阳风中高能粒子的重要来源，" 德赛指出，"凡有磁场之处皆会发生磁重联。但恒星附近太阳磁场强度更高，因此可释放的储存能量也更为巨大。"

磁重联——当磁力线汇聚、断裂并通过爆炸性物理过程重新连接时——可使粒子获得能量并产生高速流。作为空间天气的核心机制，重联引发了太阳耀斑和日冕物质抛射（CMEs）等强大太阳事件，并驱动地球空间环境的扰动。此类扰动虽能产生壮观的极光，但也可能导致电网瘫痪，并干扰基于卫星的通信导航系统。

"美国气象学会报告显示，2024年5月的强烈太阳事件引发了极端地磁暴，破坏了用于播种、施肥和收割作业的精准GPS导航系统，对农民造成严重破坏，估计潜在收入损失高达5亿美元，" 德赛强调，"帕克获取的这些新数据至关重要，尤其是在当前太阳活动周期仍处于高度活跃阶段之际。"

帕克能进行这些测量得益于其史无前例的近距离太阳探测能力，每年可三次飞入日冕。尤为关键的是理解太阳大气如何加热并加速太阳风。掌握这些过程不仅有助于科学家开发预测和缓解太阳耀斑及日冕物质抛射影响的方法，也为实验室核聚变研究提供了新视角。

帕克太阳探测器是美国宇航局"与星共存"（Living With a Star）计划的一部分，旨在探索直接影响地球生命与社会的日地系统特性。该计划由位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为华盛顿NASA科学任务理事会管理。约翰霍普金斯大学应用物理实验室负责航天器的设计、制造和运行，并为NASA执行任务管理。