这张日冕的图片包含了年日食的高电离铁谱线和白光发射的彩色叠加。红色表示铁线FeXI：.2nm；蓝色表示铁线FeXIII：.7nm；绿色表示铁线FeXIV：.3nm。在19世纪中期，德国科学家发现了如何利用光谱学将一束光分解成它的组成波长——就像棱镜一样。在新发现的光频率中隐藏着原子元素的迹象。不同大小的原子，不管是吸收还是发射光，都会以不同频率出现在电磁波谱上。天文学家们很快就开始从天空的光源中收集光谱细节，揭示出在太阳和恒星中发现了哪些化学物质。
事实上，这就是宇宙中第二丰富的物质——氦——最初的证据是如何通过自然界最壮观的景象——日全食——被发现的。氦最初是在年被发现的，当时天文学家分析了幽灵般的日冕的光线，只有当月球完全挡住太阳时，等离子体的电流才可见。直到年，意大利物理学家路易吉·帕尔米耶里在维苏威火山的熔岩中发现了它，人们才在地球上发现了它。
但是氦并不是唯一一个出现在太阳大气中的奇怪信号。另一条光谱线是在大约同一时间被发现的，但它从未与地球上发现的任何元素相对应。
这种元素被称为‘科溴铵’，出现了一个更大的谜团。结果证明它不是一种新的化学物质，而是一种高电荷的铁离子。这是一个铁原子，它的26个电子中有13个被剥离了，只有当它被加热到极高的温度时才会发生。
这证实了关于太阳的一些非常奇怪的事情：它的上层大气温度是它表面温度的数百倍——仅仅几千公里远。根据物理定律，这没有多大意义，这就像直接测量一个灯泡周围空气的温度，然后发现它比灯泡本身要热几个数量级。近一百年来，这种差异一直没有得到解决，但最近我们终于开始了解磁动力学如何在太阳等离子体大气的加热中发挥作用。
太阳表面，或者说光球层，温度范围在到开尔文之间。科学家们在日冕中观察到，要将铁、镍和钙等重金属离子电离，需要几百万度的高温。这些离子也被加热到不同的温度，因为较重的离子可以被加热到比附近的氢热十倍，所以这个区域被称为“优先加热区”。自从20世纪初发现了这种奇怪的行为以来，天文学家对太阳的进一步观察已经得出了一些解释，包括太阳表面爆发的纳米耀斑和通过带电等离子体传播的电磁波。
发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇论文中，密歇根大学的研究人员贾斯汀·卡斯珀和克里斯特费尔·克莱因发现了热离子和被称为阿尔文波的磁振荡之间的一种新的潜在联系。以汉内斯·阿尔文的名字命名，他因为在等离子体物理学方面的研究获得了诺贝尔奖。阿尔文将大爆炸理论视为一种创世论，并提出等离子体是一个没有起点和终点的连续宇宙的基础——但这是另一篇文章的故事。
密歇根大学研究人员的工作概述了离子温度飙升区域与另一种太阳现象之间的联系，即在太阳大气中传播的低频但速度惊人的电磁波的存在。由于Kasper和他的团队之前已经观察到这些离子的加热距离有多远，所以他们能够比较优先加热发生的位置和Alfven波传播的极限，即Alfven点。
他们发现，加热区延伸到太阳半径的10到50倍。阿尔芬点也会扩张和收缩，这进一步激发了研究人员对两者进行比较。卡斯珀在一份新闻稿中表示：“令我震惊的是，尽管完全是独立计算，但优先采暖区和阿尔芬点的外边界却以完全可预测的方式同步移动。”
这个想法是，这些电磁波是加热离子的能量来源，反过来，也加热了位于阿尔文点边缘的较轻的粒子。在这个边界上发现的粒子以太阳风的形式流进太阳系，因为太阳磁场的引力被它的热力所抵消。
研究人员希望通过对这一重离子优先加热区域的测量，能够证明“阿尔芬波加热”机制是延长日冕的主要加热过程。如果这可以测量，这可能意味着太阳日冕的其他部分也是通过同样的过程被加热的，也许这就回答了日冕加热之谜，”奥尼尔说。我们对太阳活动过程的了解来自于绕着燃烧的气体球运行的宇宙飞船。但这种情况将在年末发生改变。
耗资15亿美元的帕克太阳能探测器(PSP)于年8月发射升空，并被抛向太阳。到11月，这艘宇宙飞船打破了此前最接近太阳的记录，接近太阳约万公里。PSP在今年四月又一次飞越了近日点，以每小时34.2万公里的速度在万公里内飞行。
这张摄于美国东部时间11月8日凌晨1点12分的照片来自帕克太阳探测器的WISPR(用于太阳探测器的广域成像仪)仪器。它显示了一个日冕流光，一个在太阳活跃区域形成的明亮的结构。图片中心附近的亮点是水星。PSP将继续打破记录，继续探索太阳大气层的内部。研究人员预计，到年晚些时候，这艘宇宙飞船将突破优先加热的界限，利用它的传感器每秒测量太阳磁场万次。奥尼尔说：“这项任务将是首次对太阳超高温大气的等离子体环境进行直接(原位)测量，从而获得太阳物理学家几十年来只能间接测量到的日冕加热机制的‘基本事实’。”
它是太阳风的来源，太阳风将行星包裹在电离粒子中。不过，偶尔也会有被称为日冕物质抛射(CMEs)的等离子体大规模喷发远离太阳。根据太阳活动的当前周期，日冕物质抛射可以一天发生三次。这些喷射出的物质最终到达地球，并可能成为很多问题的根源。卫星设备和无线电通讯容易受到干扰。年，魁北克省遭受了12小时的停电，因为太阳风暴袭击了地球的磁场保护系统。太阳风中的粒子通常会在两极产生绚丽的极光，但在这些数量中存在着级联的相互作用。
当带电粒子撞击地球的磁层，或地球旋转的铁芯产生的磁场时，它们会以一种极端的方式拖曳和干扰，从而在地下诱发更多的电流。能够更详细地预测这些事件可能会让我们有时间做准备——因为太阳风粒子通常需要几天的时间才能从地球到太阳的距离。
PSP对日冕的探索是前所未有的，它可能揭示出这一不可预测现象的核心新机制。航天器在年后的工作将确定太阳天气和磁性阿尔文波之间的联系。奥尼尔说：“如果我们知道这一点，我们就能开发出更好的太空天气预报模型，如果向我们的方向发射强大的耀斑或日冕物质抛射，就能使我们的高科技文明免遭严重破坏。”
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