日冕为什么会那么热？

深蓝色的畅想

和地球一样，太阳也可从内到外分成很多层次，分别为日核（其温度约1500万℃）、辐射区（约700万℃）、对流区（约200万℃）、光球（数千℃）、色球（数千至数万℃）、日冕（百万℃）。可以看到，太阳的温度结构和地球越往外温度越低明显不同，太阳大气最外层的日冕呈现反常的高温状态，这违背了热力学第二定律，如何解释日冕的加热机制是天体物理的重大科学难题，被《科学》杂志称为天体物理学中“八大未解天文之谜”之一。

第三个问题：如何对太阳活动的日地物理传播过程和行星际效应进行实时观测和预报？

这是保障近邻空间的高技术设备和深空探测顺利进行的至关重要的应用需求。1989年3月，狂暴的日冕物质抛射引发了极强的地磁爆，导致加拿大魁北克省大范围停电事件。在这次磁暴中，魁北克省整个电网在90秒内全面瘫痪，造成直接经济损失约5亿美元。2003年10月的重大太阳活动事件，造成全球范围短波通讯中断，超视距雷达、民航通讯中断，瑞典电网中断1小时，GPS导航出现故障，多颗科学卫星数据丢失。美国国家航空航天局（NASA）《太阳物理以及空间物理发展报告》中也明确指出，太阳探测主要目标是为了更好地理解日地系统、预测空间环境变化及其产生的社会影响。因此，描绘太阳活动在日地空间传播和影响的完整物理图像，是当代日地物理最前沿的科学问题，也是各个科技大国的迫切需求。

在上述三大科学问题中，磁场都起着至关重要的作用。事实上，对于太阳和恒星磁场自身性质的认识也是一个重要的科学问题。但是受到目前的观测能力、技术手段等局限，人类对太阳磁场的了解还不够深入。这就牵引出了天体物理的另一个基本问题：恒星大气中的纤维化辐射磁对流过程。

除了上述科学问题，了解太阳还有很多重要用途。例如，在宇宙中寻找人类的另一个栖息地——宜居行星，并非“有水”“有大气”那么简单，其中一个重要方面就是需要确定宿主恒星对宜居行星的空间天气影响。而要开展这些研究，将“太阳作为一个恒星的整体空间天气行为”研究就显得尤为重要，它是系外行星空间天气宜居性研究的基础。“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，目前，这方面的研究还亟待加强。