2018年8月，帕克太阳探测器从美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空，踏上史无前例的逐日旅程。在金星引力的拖曳下，帕克太阳探测器进入一个以太阳为焦点、偏心率很大的椭圆轨道，目前其轨道周期147天，近日点距离太阳35.7倍太阳半径。帕克太阳探测器已经穿越太阳的外层大气，成为首个进入日冕层的飞行器。通过对日冕层粒子的收集、监测，帕克太阳探测器将为我们揭开太阳的诸多谜团。
最新一期《自然》杂志，通过4篇论文公布了帕克太阳探测器的首批科学结果。这些研究为理解太阳的结构与运动，提供了全新的视角。虽然人类一直生活在太阳系中，太阳也为我们提供了大部分能量来源，但其实我们对太阳的了解并不多。在此之前，已经有一些卫星在帮助人类认识太阳，包括太阳日球层观测站（SOHO）、太阳动力学观测站（SDO）等。但这些卫星都没有像帕克太阳探测器那样距离太阳如此之近。
帕克太阳探测器是以美国芝加哥大学的物理学家尤金·帕克的名字命名的。帕克1927年出生于美国密歇根州，是太阳风理论的提出者，这颗探测器也是全世界唯一一颗以在世的科学家名字命名的科学卫星。帕克太阳探测器携带了多种探测仪器，可以探测到它遇到的等离子体、磁场和高能粒子，并对太阳日冕、太阳风和探测器周围的激波进行三维成像。
自帕克太阳探测器成功发射以来，科学家期望来自这颗探测器的数据能帮助他们解决一系列有关太阳色球层、日冕和太阳风的问题。这些问题包括为什么日冕的温度那么高、太阳风的能量机制和加速机制是什么、太阳表面针状结构的成因和作用、磁场的作用是什么等等。
在此次发表的4篇论文中，有一篇就对太阳风的速度进行了前所未有的细致分析，并发现其切向速度很大，从而推翻了存在了半个世纪的经典模型。要精确求解太阳风的运动规律，需要结合太阳的引力场与磁场，并利用流体力学与等离子体物理的大量知识。此外，太阳风还受到太阳旋转的影响。这些因素使得对太阳风的理论研究一直十分困难。
在这篇最新论文中，帕克太阳探测器在日冕层中，取得了重要的发现。
太阳风中的音速大约是每秒100~200千米。但帕克太阳探测器测出的太阳风的径向速度是每秒300~1000千米，超过了音速，这再一次验证了帕克在60年前的猜想。更重要的是，在这篇论文中，帕克太阳探测器第一次对太阳风中的切向旋转速度进行了现场观测。观测结果显示，帕克太阳探测器在距离太阳36倍太阳半径的地方，测出了每秒大约30~50千米的切向速度。而根据此前的模型，这里的切向速度应该只有每秒几千米。
如此巨大的差异，是怎么回事？
此前预测太阳切向速度的经典模型是于1967年提出的韦伯-戴维斯太阳风模型，其中戴维斯是帕克的博士生导师。楼宇庆告诉《环球科学》，这个模型的主要思想是：在靠近太阳的地方，磁场比较强，所以磁力线会带着等离子体一起旋转，两者的角速度近似相等。而随着半径增加，等离子体离太阳越来越远，磁场的强度减小，磁力线不能继续带着等离子体快速旋转，这时太阳风切向运动的角速度就会减小。
因此，切向速度并不会无止境地增加。在距离太阳36倍太阳半径的地方，其理论切向流动速度应该只有每秒几千米。而帕克太阳探测器观测到的切向速度峰值可达每秒30~50千米，明显大于理论预言。所以，目前的观测结论挑战了日冕绕太阳环流的模型，构成了一个未解之谜。
除了上述论文，本周发表于《自然》的其他3篇相关论文，也发现了关于太阳的全新物理现象。一篇论文重点报告了慢太阳风的起源。
最新研究指出，慢太阳风起源于太阳赤道附近的日冕空洞。而另外两篇论文，分别报告了太阳附近的高能粒子流的观测数据，以及日冕层的电子与尘埃对光谱的散射影响。这一系列研究，展示了帕克太阳探测器的阶段性成果。在接下来的5年间，帕克太阳探测器的运行轨道仍将不断缩短、与太阳距离更近。最后，它的轨道周期会变成88天，距离太阳表面最近为9倍太阳半径。
我们希望，帕克太阳探测器以及未来更多的太阳探测项目，能为我们彻底揭开太阳风的秘密。