当帕克号向着太阳前进，94岁的太阳风的发现者帕克却走了

近期，帕克号太阳探测器结束了飞越太阳的第11次任务。其中大部分数据将于3月30日到5月1日传回地球，为人类提供更多有用的太阳观测数据。尽管帕克号依然向着太阳前进，帕克却已离去。

帕克提出“太阳风”，图片来自芝加哥大学

当地时间3月15日，美国天体物理学家尤金·帕克在位于芝加哥的家中去世，享年94岁。帕克31岁时就预测了太阳风的存在，颠覆了以往人们对太阳的认知。他在天体物理学方面的成就斐然，帕克号太阳探测器因此以帕克命名。这座太阳探测器是美国国家航空航天局(NASA)历史上第一个以在世人物命名的航天器，帕克也是首位见证以自己名字命名的航天器发射到太空的科学家。

太阳风“预言”被证实

提起帕克，就不得不提“太阳风”。帕克是首位预测“太阳风”存在的天体物理学家，他的科学精神让太阳风“吹向”科学界并最终被证实。

太阳风是指自太阳以每小时100万英里(约合每小时100万公里)超声速射出的带电粒子流。太阳风是持续不断的，会引发地球上的磁暴和极光现象。当太阳抛射出日冕物质抛射(CME)这些巨大粒子时，太阳风会变得非常猛烈。日冕物质抛射是太阳系内规模最大，程度最剧烈的能量释放过程，这些活动有可能使地球上的电网产生电涌（即瞬态过电），从而导致大范围停电。

帕克号太阳探测器接近太阳的示意图，图片来自NASA

20世纪50年代中期，帕克首次提出了“太阳风”的存在，但当时几乎无人相信他的发现。据悉，学者查普曼提出的静态太阳大气理论是当时的主流观点。该理论认为，一方面，太阳大气受到太阳超高温度下形成的向外膨胀力的作用，另一方面又受到太阳自身引力的作用，两种力实现平衡，形成了太阳大气的静止状态。

1958年，帕克在《天体物理学报》(The Astrophysical Journal)发表了自己通过数学推导出“太阳风”存在的研究成果，首次提出并命名“太阳风”。这颠覆了查普曼的静态太阳大气理论，遭到了科学界的普遍质疑，包括该论文的审稿人和《天体物理学报》编辑。

面对审稿人的负面评价，帕克向《天体物理学报》编辑、芝加哥大学天体物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡提出了申诉。帕克认为，审稿人并未指出他的计算中存在任何错误。在帕克的数学推导中，他描述了粒子如何从太阳中流出，正如水从圆形喷泉向外喷射一样。

“如果人们指出他计算中的错误，帕克会很高兴。但当人们毫无质疑地就接受流行的科学假说时，他很不开心。”帕克在芝加哥大学的同事Michael S. Turner说道。

尽管后来获得过诺贝尔奖的钱德拉塞卡也不同意帕克的研究结论，但他否决了评审人员的意见，“太阳风”论文最终得以发表。

四年后，NASA的“水手2号”(Mariner 2)飞行器在飞往金星的途中观测到了穿越星际空间的高能粒子，这证实了帕克的“太阳风”推测。

以“帕克”命名的太阳探测器

2016年，托马斯·泽布臣加入NASA。彼时，一项名为“太阳探测器+”(Solar Probe Plus)的任务已在NASA开展多年，该任务旨在让飞行器反复靠近太阳进行探测。

作为NASA科学任务理事会副主任的泽布臣并不喜欢这个名字，于是写信给美国国家科学院、工程和医学研究院(NASEM)，请该院推荐一个人物来重新命名这项任务。最终的答复是“尤金·帕克”。

此前，NASA从未以在世者的名字命名飞行器。但NASA代理局长Robert Lightfoot批准了这一决定。泽布臣最终打电话给帕克，询问他的意见。“这将是我的荣幸。”帕克说道。

帕克号探测器与一个三级火箭发动机配对，图片来自NASA，摄于2018年7月

几个月后，帕克在约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)见到了帕克号太阳探测器。2018年8月，帕克号太阳探测器发射升空，帕克与家人前往佛罗里达州观看了这场发射。“帕克总是很低调，”泽布臣说，“我只看见他哭过两次。”一次是当帕克伫立在火箭前，看见火箭上印有他的名字，另一次则是在帕克号发射后。

2018年8月12日凌晨，尤金·帕克观看以帕克号太阳探测器的发射，NASA太阳物理学部门主任Nicola Fox站在他身后，图片来自NASA

负责帕克号任务的太阳物理学部门主任Nicola Fox曾给帕克看了帕克号太阳探测器的早期数据，那是太阳风的照片，在太阳的一侧有着模糊的粒子。当看到这些照片，她形容帕克的眼睛亮了，“他只是非常非常地兴奋，因为这项任务将完成他一直想做的全部科学研究。”

太阳物理学领域的开拓者

起初，帕克并没有打算研究太阳，他在芝加哥大学与约翰·辛普森合作研究宇宙射线。虽然高能宇宙射线来自遥远的星系，但他们认为，这些射线在地球附近的碰撞可以揭示出太阳系行星之间的空间物质。这反过来引出了太阳物理学。

后来，帕克还转向了其他研究难题，包括太阳如何产生磁场、星系的磁场以及磁化冲击波的结构。他的研究并不依赖于20世纪物理学的突破，如量子力学或爱因斯坦的广义相对论，而是依赖于更传统的物理学，例如詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪60年代设计的、用来描述电场和磁场行为的麦克斯韦方程组。

帕克还研究了太阳的另一个未解之谜。作为太阳大气的最外层，日冕的温度超过100万摄氏度，他认为，是大量微小到难以观测的太阳耀斑正在“加热”日冕。Fox还记得她在帕克号发射后第一次见到帕克时的场景，“他用手肘推了我一下，非常平静地问道，‘你找到纳米耀斑了吗?’”

2020年，科学家研究了NASA另外两个太阳观测器的数据，认为他们可能观测到了纳米耀斑，以及探究出能量是如何转化为热量的。目前，这是解释超高温日冕的几种假设之一。

图中太阳照片由NASA太阳动力学观测台拍摄，红线表示帕克号太阳探测器穿过太阳表面的路径，图片来自NASA

而按照NASA计划，帕克号最终将于2024年12月，以每小时43万英里的速度，到达距离太阳表面400万英里(约620万公里)以内的地方。随着帕克号越来越接近太阳，未来它可能会接收到来自纳米耀斑的信号，或将再次证明帕克的观点是正确的。

“太阳物理学领域的存在，在很大程度上要归功于尤金·帕克，”左布臣表示，“将太阳探测器命名为帕克来纪念他的工作，是我职业生涯中最骄傲的成就之一。我的工作，我对科学的热情，以及我不断探索的动力都深受这位伟人的影响。”

“尽管帕克已不在人世，但他的发现与遗产将永垂不朽。”Fox说道。

关键词： 麦克斯韦