由美国海军研究实验室(NRL)领导的帕克太阳探测器宽视场成像仪(WISPR)科学小组捕捉到了日冕物质抛射(CME)与环日空间中的太阳风相互作用时湍流的发展过程。这一发现发表在《天体物理学杂志》上。
利用其在太阳大气层内的独特位置，由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)操作的NASA帕克太阳探测器(PSP)任务中的NRL建造的WISPR望远镜以无与伦比的细节捕捉到了日冕物质抛射与日冕物质抛射之间的相互作用。背景环境太阳风。
令WISPR团队惊讶的是，其中一台望远镜拍摄的图像显示出看似湍流的漩涡，即所谓的开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHI)。这种结构在陆地大气中被成像为一串新月波状云，是云的上层和下层之间强烈风切变的结果。这种现象虽然很少被成像，但被认为在适当的条件出现时经常发生在流体流动的界面处。
JHUAPL和WISPR项目科学家AngelosVourlidas博士表示：“当我们设计该仪器时，我们从未预料到KHI结构能够发展到足够大的尺度，以便在日光层的可见光CME图像中成像。”
NRL太阳物理学理论和建模负责人MarkLinton博士表示：“这些精细的细节观测显示了WISPR高灵敏度探测器的强大功能，以及帕克太阳探测器独特的太阳相遇轨道所提供的近距离有利位置。”WISPR仪器的部门和首席研究员。
WISPR团队早期职业成员、乔治梅森大学EvangelosPaouris博士以敏锐的眼光发现了KHI结构。Paouris和他的WISPR同事进行了彻底调查，以验证这些结构确实是KHI波。结果不仅报告了即使在地球上也极其罕见的现象，而且打开了一个新的调查窗口，对平民和国防部(DOD)社区产生重要影响。
“产生KHI的湍流在调节流经周围太阳风的日冕物质抛射动力学方面发挥着重要作用。因此，了解湍流是更深入地了解日冕物质抛射演化和运动学的关键，”帕里斯说。推而广之，这些知识将有助于更准确地预测日冕物质抛射到达地球附近及其对民用和国防部太空资产的影响，从而保护社会和战士。
“利用WISPR/PSP对像KHI这样的非凡短暂现象进行直接成像是一项发现，它为更好地了解CME传播及其与周围太阳风的相互作用打开了一个新窗口，”Paouris说。
WISPR是NASA帕克太阳探测器任务中唯一的成像仪器。该仪器由NRL设计、开发和领导，通过两个重叠的相机记录日冕和太阳外流的可见光图像，这两个相机共同观察距太阳超过100度的角宽度。
美国宇航局的这项任务比任何其他任务都更接近太阳。PSP通过一系列金星飞越，将其近日点从2018年的36个太阳半径逐渐缩小到2025年的9.5个太阳半径。该任务将于2024年3月30日接近第19个近日点，距离太阳中心11.5个太阳半径。
通过观察数据，研究小组发现开尔文-亥姆霍兹不稳定性在日冕物质抛射和环境风之间的边界处被激发，因为两者以明显不同的速度流动。根据开尔文-亥姆霍兹不稳定性的预测分析了所得的类涡旋结构，并推论了局部磁场强度和密度必须是多少才能在该环境中实现这种不稳定性。
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