近期，帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器結(jié)束了飛越太陽(yáng)的第11次任務(wù)。其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)將于3月30日到5月1日傳回地球，為人類(lèi)提供更多有用的太陽(yáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。盡管帕克號(hào)依然向著太陽(yáng)前進(jìn)，帕克卻已離去。

帕克提出“太陽(yáng)風(fēng)”，圖片來(lái)自芝加哥大學(xué)

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月15日，美國(guó)天體物理學(xué)家尤金·帕克在位于芝加哥的家中去世，享年94歲。帕克31歲時(shí)就預(yù)測(cè)了太陽(yáng)風(fēng)的存在，顛覆了以往人們對(duì)太陽(yáng)的認(rèn)知。他在天體物理學(xué)方面的成就斐然，帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器因此以帕克命名。這座太陽(yáng)探測(cè)器是美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)歷史上第一個(gè)以在世人物命名的航天器，帕克也是首位見(jiàn)證以自己名字命名的航天器發(fā)射到太空的科學(xué)家。

太陽(yáng)風(fēng)“預(yù)言”被證實(shí)

提起帕克，就不得不提“太陽(yáng)風(fēng)”。帕克是首位預(yù)測(cè)“太陽(yáng)風(fēng)”存在的天體物理學(xué)家，他的科學(xué)精神讓太陽(yáng)風(fēng)“吹向”科學(xué)界并最終被證實(shí)。

太陽(yáng)風(fēng)是指自太陽(yáng)以每小時(shí)100萬(wàn)英里(約合每小時(shí)100萬(wàn)公里)超聲速射出的帶電粒子流。太陽(yáng)風(fēng)是持續(xù)不斷的，會(huì)引發(fā)地球上的磁暴和極光現(xiàn)象。當(dāng)太陽(yáng)拋射出日冕物質(zhì)拋射(CME)這些巨大粒子時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)會(huì)變得非常猛烈。日冕物質(zhì)拋射是太陽(yáng)系內(nèi)規(guī)模最大，程度最劇烈的能量釋放過(guò)程，這些活動(dòng)有可能使地球上的電網(wǎng)產(chǎn)生電涌（即瞬態(tài)過(guò)電），從而導(dǎo)致大范圍停電。

帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器接近太陽(yáng)的示意圖，圖片來(lái)自NASA

20世紀(jì)50年代中期，帕克首次提出了“太陽(yáng)風(fēng)”的存在，但當(dāng)時(shí)幾乎無(wú)人相信他的發(fā)現(xiàn)。據(jù)悉，學(xué)者查普曼提出的靜態(tài)太陽(yáng)大氣理論是當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn)。該理論認(rèn)為，一方面，太陽(yáng)大氣受到太陽(yáng)超高溫度下形成的向外膨脹力的作用，另一方面又受到太陽(yáng)自身引力的作用，兩種力實(shí)現(xiàn)平衡，形成了太陽(yáng)大氣的靜止?fàn)顟B(tài)。

1958年，帕克在《天體物理學(xué)報(bào)》(The Astrophysical Journal)發(fā)表了自己通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)出“太陽(yáng)風(fēng)”存在的研究成果，首次提出并命名“太陽(yáng)風(fēng)”。這顛覆了查普曼的靜態(tài)太陽(yáng)大氣理論，遭到了科學(xué)界的普遍質(zhì)疑，包括該論文的審稿人和《天體物理學(xué)報(bào)》編輯。

面對(duì)審稿人的負(fù)面評(píng)價(jià)，帕克向《天體物理學(xué)報(bào)》編輯、芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)家蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢(qián)德拉塞卡提出了申訴。帕克認(rèn)為，審稿人并未指出他的計(jì)算中存在任何錯(cuò)誤。在帕克的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中，他描述了粒子如何從太陽(yáng)中流出，正如水從圓形噴泉向外噴射一樣。

“如果人們指出他計(jì)算中的錯(cuò)誤，帕克會(huì)很高興。但當(dāng)人們毫無(wú)質(zhì)疑地就接受流行的科學(xué)假說(shuō)時(shí)，他很不開(kāi)心?！迸量嗽谥ゼ痈绱髮W(xué)的同事Michael S. Turner說(shuō)道。

盡管后來(lái)獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)的錢(qián)德拉塞卡也不同意帕克的研究結(jié)論，但他否決了評(píng)審人員的意見(jiàn)，“太陽(yáng)風(fēng)”論文最終得以發(fā)表。

四年后，NASA的“水手2號(hào)”(Mariner 2)飛行器在飛往金星的途中觀測(cè)到了穿越星際空間的高能粒子，這證實(shí)了帕克的“太陽(yáng)風(fēng)”推測(cè)。

以“帕克”命名的太陽(yáng)探測(cè)器

2016年，托馬斯·澤布臣加入NASA。彼時(shí)，一項(xiàng)名為“太陽(yáng)探測(cè)器+”(Solar Probe Plus)的任務(wù)已在NASA開(kāi)展多年，該任務(wù)旨在讓飛行器反復(fù)靠近太陽(yáng)進(jìn)行探測(cè)。

作為NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)副主任的澤布臣并不喜歡這個(gè)名字，于是寫(xiě)信給美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、工程和醫(yī)學(xué)研究院(NASEM)，請(qǐng)?jiān)撛和扑]一個(gè)人物來(lái)重新命名這項(xiàng)任務(wù)。最終的答復(fù)是“尤金·帕克”。

此前，NASA從未以在世者的名字命名飛行器。但NASA代理局長(zhǎng)Robert Lightfoot批準(zhǔn)了這一決定。澤布臣最終打電話給帕克，詢問(wèn)他的意見(jiàn)?！斑@將是我的榮幸。”帕克說(shuō)道。

帕克號(hào)探測(cè)器與一個(gè)三級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)配對(duì)，圖片來(lái)自NASA，攝于2018年7月

幾個(gè)月后，帕克在約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)見(jiàn)到了帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器。2018年8月，帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器發(fā)射升空，帕克與家人前往佛羅里達(dá)州觀看了這場(chǎng)發(fā)射?！芭量丝偸呛艿驼{(diào)，”澤布臣說(shuō)，“我只看見(jiàn)他哭過(guò)兩次?！币淮问钱?dāng)帕克佇立在火箭前，看見(jiàn)火箭上印有他的名字，另一次則是在帕克號(hào)發(fā)射后。

2018年8月12日凌晨，尤金·帕克觀看以帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器的發(fā)射，NASA太陽(yáng)物理學(xué)部門(mén)主任Nicola Fox站在他身后，圖片來(lái)自NASA

負(fù)責(zé)帕克號(hào)任務(wù)的太陽(yáng)物理學(xué)部門(mén)主任Nicola Fox曾給帕克看了帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器的早期數(shù)據(jù)，那是太陽(yáng)風(fēng)的照片，在太陽(yáng)的一側(cè)有著模糊的粒子。當(dāng)看到這些照片，她形容帕克的眼睛亮了，“他只是非常非常地興奮，因?yàn)檫@項(xiàng)任務(wù)將完成他一直想做的全部科學(xué)研究?！?/p>

太陽(yáng)物理學(xué)領(lǐng)域的開(kāi)拓者

起初，帕克并沒(méi)有打算研究太陽(yáng)，他在芝加哥大學(xué)與約翰·辛普森合作研究宇宙射線。雖然高能宇宙射線來(lái)自遙遠(yuǎn)的星系，但他們認(rèn)為，這些射線在地球附近的碰撞可以揭示出太陽(yáng)系行星之間的空間物質(zhì)。這反過(guò)來(lái)引出了太陽(yáng)物理學(xué)。

后來(lái)，帕克還轉(zhuǎn)向了其他研究難題，包括太陽(yáng)如何產(chǎn)生磁場(chǎng)、星系的磁場(chǎng)以及磁化沖擊波的結(jié)構(gòu)。他的研究并不依賴于20世紀(jì)物理學(xué)的突破，如量子力學(xué)或愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，而是依賴于更傳統(tǒng)的物理學(xué)，例如詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在19世紀(jì)60年代設(shè)計(jì)的、用來(lái)描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)行為的麥克斯韋方程組。

帕克還研究了太陽(yáng)的另一個(gè)未解之謎。作為太陽(yáng)大氣的最外層，日冕的溫度超過(guò)100萬(wàn)攝氏度，他認(rèn)為，是大量微小到難以觀測(cè)的太陽(yáng)耀斑正在“加熱”日冕。Fox還記得她在帕克號(hào)發(fā)射后第一次見(jiàn)到帕克時(shí)的場(chǎng)景，“他用手肘推了我一下，非常平靜地問(wèn)道，‘你找到納米耀斑了嗎?’”

2020年，科學(xué)家研究了NASA另外兩個(gè)太陽(yáng)觀測(cè)器的數(shù)據(jù)，認(rèn)為他們可能觀測(cè)到了納米耀斑，以及探究出能量是如何轉(zhuǎn)化為熱量的。目前，這是解釋超高溫日冕的幾種假設(shè)之一。

圖中太陽(yáng)照片由NASA太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)臺(tái)拍攝，紅線表示帕克號(hào)太陽(yáng)探測(cè)器穿過(guò)太陽(yáng)表面的路徑，圖片來(lái)自NASA

而按照NASA計(jì)劃，帕克號(hào)最終將于2024年12月，以每小時(shí)43萬(wàn)英里的速度，到達(dá)距離太陽(yáng)表面400萬(wàn)英里(約620萬(wàn)公里)以內(nèi)的地方。隨著帕克號(hào)越來(lái)越接近太陽(yáng)，未來(lái)它可能會(huì)接收到來(lái)自納米耀斑的信號(hào)，或?qū)⒃俅巫C明帕克的觀點(diǎn)是正確的。

“太陽(yáng)物理學(xué)領(lǐng)域的存在，在很大程度上要?dú)w功于尤金·帕克，”左布臣表示，“將太陽(yáng)探測(cè)器命名為帕克來(lái)紀(jì)念他的工作，是我職業(yè)生涯中最驕傲的成就之一。我的工作，我對(duì)科學(xué)的熱情，以及我不斷探索的動(dòng)力都深受這位偉人的影響?！?/p>

“盡管帕克已不在人世，但他的發(fā)現(xiàn)與遺產(chǎn)將永垂不朽。”Fox說(shuō)道。