澎湃新聞記者 王蕙蓉
近期，帕克號太陽探測器結束了飛越太陽的第11次任務。其中大部分數據將於3月30日到5月1日傳回地球，為人類提供更多有用的太陽觀測數據。盡管帕克號依然向著太陽前進，帕克卻已離去。
帕克提出“太陽風”，圖片來自芝加哥大學
當地時間3月15日，美國天體物理學家尤金·帕克在位於芝加哥的家中去世，享年94歲。帕克31歲時就預測了太陽風的存在，顛覆了以往人們對太陽的認知。他在天體物理學方面的成就斐然，帕克號太陽探測器因此以帕克命名。這座太陽探測器是美國國家航空航天局(NASA)歷史上第一個以在世人物命名的航天器，帕克也是首位見證以自己名字命名的航天器發射到太空的科學家。
太陽風“預言”被證實
提起帕克，就不得不提“太陽風”。帕克是首位預測“太陽風”存在的天體物理學家，他的科學精神讓太陽風“吹向”科學界並最終被證實。
太陽風是指自太陽以每小時100萬英裏(約合每小時100萬公裏)超聲速射出的帶電粒子流。太陽風是持續不斷的，會引發地球上的磁暴和極光現象。當太陽拋射出日冕物質拋射(CME)這些巨大粒子時，太陽風會變得非常猛烈。日冕物質拋射是太陽系內規模最大，程度最劇烈的能量釋放過程，這些活動有可能使地球上的電網產生電湧（即瞬態過電），從而導致大範圍停電。
帕克號太陽探測器接近太陽的示意圖，圖片來自NASA
20世紀50年代中期，帕克首次提出了“太陽風”的存在，但當時幾乎無人相信他的發現。
據悉，學者查普曼提出的靜態太陽大氣理論是當時的主流觀點。該理論認為，一方面，太陽大氣受到太陽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自身引力的作用，兩種力實現平衡，形成了太陽大氣的靜止狀態。
1958年，帕克在《天體物理學報》(The Astrophysical Journal)發表了自己通過數學推導出“太陽風”存在的研究成果，首次提出並命名“太陽風”。這顛覆了查普曼的靜態太陽大氣理論，遭到了科學界的普遍質疑，包括該論文的審稿人和《天體物理學報》編輯。
面對審稿人的負面評價，帕克向《天體物理學報》編輯、芝加哥大學天體物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡提出了申訴。帕克認為，審稿人並未指出他的計算中存在任何錯誤。在帕克的數學推導中，他描述了粒子如何從太陽中流出，正如水從圓形噴泉向外噴射一樣。
“如果人們指出他計算中的錯誤，帕克會很高興。但當人們毫無質疑地就接受流行的科學假說時，他很不開心。”帕克在芝加哥大學的同事Michael S. Turner說道。
盡管後來獲得過諾貝爾獎的錢德拉塞卡也不同意帕克的研究結論，但他否決了評審人員的意見，“太陽風”論文最終得以發表。
四年後，NASA的“水手2號”(Mariner 2)飛行器在飛往金星的途中觀測到了穿越星際空間的高能粒子，這證實了帕克的“太陽風”推測。
以“帕克”命名的太陽探測器
2016年，托馬斯·澤布臣加入NASA。彼時，一項名為“太陽探測器+”(Solar Probe Plus)的任務已在NASA開展多年，該任務旨在讓飛行器反復靠近太陽進行探測。
作為NASA科學任務理事會副主任的澤布臣並不喜歡這個名字，於是寫信給美國國家科學院、工程和醫學研究院(NASEM)，請該院推薦一個人物來重新命名這項任務。最終的答復是“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Robert Lightfoot批準了這一決定。澤布臣最終打電話給帕克，詢問他的意見。“這將是我的榮幸。”帕克說道。
帕克號探測器與一個三級火箭發動機配對，圖片來自NASA，攝於2018年7月
幾個月後，帕克在約翰霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)見到了帕克號太陽探測器。
2018年8月，帕克號太陽探測器發射升空，帕克與家人前往佛羅裏達州觀看了這場發射。
“帕克總是很低調，”澤布臣說，“我只看見他哭過兩次。”一次是當帕克佇立在火箭前，看見火箭上印有他的名字，另一次則是在帕克號發射後。
2018年8月12日淩晨，尤金·帕克觀看以帕克號太陽探測器的發射，NASA太陽物理學部門主任Nicola Fox站在他身後，圖片來自NASA
負責帕克號任務的太陽物理學部門主任Nicola Fox曾給帕克看了帕克號太陽探測器的早期數據，那是太陽風的照片，在太陽的一側有著模糊的粒子。當看到這些照片，她形容帕克的眼睛亮了，“他只是非常非常地興奮，因為這項任務將完成他一直想做的全部科學研究。”
太陽物理學領域的開拓者
起初，帕克並沒有打算研究太陽，他在芝加哥大學與約翰·辛普森合作研究宇宙射線。雖然高能宇宙射線來自遙遠的星系，但他們認為，這些射線在地球附近的碰撞可以揭示出太陽系行星之間的空間物質。這反過來引出了太陽物理學。
後來，帕克還轉向了其他研究難題，包括太陽如何產生磁場、星系的磁場以及磁化衝擊波的結構。他的研究並不依賴於20世紀物理學的突破，如量子力學或愛因斯坦的廣義相對論，而是依賴於更傳統的物理學，例如詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在19世紀60年代設計的、用來描述電場和磁場行為的麥克斯韋方程組。
帕克還研究了太陽的另一個未解之謎。作為太陽大氣的最外層，日冕的溫度超過100萬攝氏度，他認為，是大量微小到難以觀測的太陽耀斑正在“加熱”日冕。Fox還記得她在帕克號發射後第一次見到帕克時的場景，“他用手肘推了我一下，非常平靜地問道，‘你找到納米耀斑了嗎?’”
2020年，科學家研究了NASA另外兩個太陽觀測器的數據，認為他們可能觀測到了納米耀斑，以及探究出能量是如何轉化為熱量的。目前，這是解釋超高溫日冕的幾種假設之一。
圖中太陽照片由NASA太陽動力學觀測臺拍攝，紅線表示帕克號太陽探測器穿過太陽表面的路徑，圖片來自NASA
而按照NASA計劃，帕克號最終將於2024年12月，以每小時43萬英裏的速度，到達距離太陽表面400萬英裏(約620萬公裏)以內的地方。隨著帕克號越來越接近太陽，未來它可能會接收到來自納米耀斑的信號，或將再次證明帕克的觀點是正確的。
“太陽物理學領域的存在，在很大程度上要歸功於尤金·帕克，”左布臣表示，“將太陽探測器命名為帕克來紀念他的工作，是我職業生涯中最驕傲的成就之一。我的工作，我對科學的熱情，以及我不斷探索的動力都深受這位偉人的影響。”
“盡管帕克已不在人世，但他的發現與遺產將永垂不朽。”Fox說道。
責任編輯：李躍群
校對：徐亦嘉