在本次日全食中，太阳的日冕以细长的白色丝状物可见。(图片来源：NASA/Keegan Barber) 如何让太阳的日冕，也就是它的外部气氛达到数百万度，可能有一个令人惊讶的解释：宇宙尘埃乘着太阳风中带电的等离子波。在阿拉巴马大学亨茨维尔分校的首席研究员赛义德·阿亚兹(Syed Ayaz)在一份声明中指出：“几十年来，研究人员主要关注电子、离子、磁场和等离子波如何在太阳气氛中运输和散耗能量。我们的研究为这一图像增添了一个新的元素：尘埃颗粒。”这一发现归功于美国国家航空航天局的帕克太阳探测器，该探测器比任何其他航天器更接近太阳，以610万公里（380万英里）的距离掠过日冕。如果你曾亲眼目睹过日全食，或者甚至见过一张照片，那么你就会对日冕有一定了解——包围被遮住的太阳的幽灵般光丝。这些光丝是由等离子体或电离气体形成的，温度超过一百万华氏度，而太阳的可见表面，即光球的温度约为9932华氏度（5500摄氏度）。在这些温度下，光球的亮度超出日冕，仅仅是因为日冕中的等离子体分布非常稀疏。这就是我们唯一能在日全食期间看到日冕的原因，当时光球的刺眼光芒被阻挡。帕克探测器没有携带宇宙尘埃探测器，因为直到现在，尘埃并未被视为太阳气氛中的一个重要成分。实际上，在太阳日冕的高温条件下，人们认为尘埃不能存活很长时间，因此不会产生任何影响。然而，帕克探测器确实配备了一系列天线和磁力仪，统称为FIELDS实验，旨在测量太阳日冕中的电磁场和无线电发射。这些天线不断捕捉到意想不到的电压峰值，这些峰值是由细小的尘埃颗粒以高速撞击帕克探测器时产生的带电粒子云所产生的。由于这些原子尘埃颗粒积累了静电电荷，与太阳风携带的电磁场相互作用，进而影响在这个电磁场中回响的等离子体波，称为阿尔芬波（Alfvén waves）。尘埃可能以两种相互竞争的方式影响阿尔芬波，这反过来又可能决定能量如何被释放到日冕中，为其加热。一方面，尘埃的质量可以为等离子体提供额外的惯性，随着太阳风的流动，使等离子体能量可以传播更宽的距离。另一方面，尘埃颗粒上的电荷可以增强等离子体中带电粒子、阿尔芬波和太阳电磁场之间的相互作用。帕克太阳探测器在这幅插图中，正好在太阳面前。(图片来源：NASA/约翰·霍普金斯应急计划/史蒂夫·格里本) 阿亚兹表示：“如果尘埃质量占主导地位，[阿尔芬]波能量可能会更远地传播到日冕中。如果尘埃电荷效应占主导地位，能量可能会更局部地释放为粒子加热。因此，这两种效应之间的平衡可以控制能量在日冕中被沉积的位置和时间，集中到特定区域，导致温度急剧上升。阿亚兹表示，未来的太阳任务现在将不得不开始考虑尘埃，并配备专门的探测器来测量靠近太阳时尘埃的特性。“更大的问题是很吸引人，”阿亚兹说。“尘埃只是在近太阳环境中经过，还是在帮助塑造电磁能量如何转化为热量和太阳风运动？”这一新发现于7月1日在《天体物理学杂志》中报告。基思·库珀(Keith Cooper)是一位自由职业的科学记者和编辑，来自英国，拥有曼彻斯特大学的物理和天体物理学学位。他是《接触悖论：挑战我们在寻找外星智能时的假设》（Bloomsbury Sigma，2020年）的作者，并为众多杂志和网站撰写了有关天文学、太空、物理学和天体生物学的文章。