這張日冕的圖片包含了2008年日食的高電離鐵譜線和白光發射的彩色疊加。紅色表示鐵線Fe XI ：789.2 nm；藍色表示鐵線Fe XIII： 1074.7 nm；綠色表示鐵線Fe XIV ：530.3 nm。在19世紀中期，德國科學家發現了如何利用光譜學將一束光分解成它的組成波長——就像稜鏡一樣。在新發現的光頻率中隱藏著原子元素的跡象。不同大小的原子，不管是吸收還是發射光，都會以不同頻率出現在電磁波譜上。天文學家們很快就開始從天空的光源中收集光譜細節，揭示出在太陽和恆星中發現了哪些化學物質。
事實上，這就是宇宙中第二豐富的物質——氦——最初的證據是如何通過自然界最壯觀的景象——日全食——被發現的。氦最初是在1868年被發現的，當時天文學家分析了幽靈般的日冕的光線，只有當月球完全擋住太陽時，等離子體的電流才可見。直到1882年，義大利物理學家路易吉·帕爾米耶裡在維蘇威火山的熔巖中發現了它，人們才在地球上發現了它。
但是氦並不是唯一一個出現在太陽大氣中的奇怪信號。另一條光譜線是在大約同一時間被發現的，但它從未與地球上發現的任何元素相對應。
這種元素被稱為『科溴銨』，出現了一個更大的謎團。結果證明它不是一種新的化學物質，而是一種高電荷的鐵離子。這是一個鐵原子，它的26個電子中有13個被剝離了，只有當它被加熱到極高的溫度時才會發生。
這證實了關於太陽的一些非常奇怪的事情：它的上層大氣溫度是它表面溫度的數百倍——僅僅幾千公裡遠。根據物理定律，這沒有多大意義，這就像直接測量一個燈泡周圍空氣的溫度，然後發現它比燈泡本身要熱幾個數量級。近一百年來，這種差異一直沒有得到解決，但最近我們終於開始了解磁動力學如何在太陽等離子體大氣的加熱中發揮作用。
太陽表面，或者說光球層，溫度範圍在4500到6000開爾文之間。科學家們在日冕中觀察到，要將鐵、鎳和鈣等重金屬離子電離，需要幾百萬度的高溫。這些離子也被加熱到不同的溫度，因為較重的離子可以被加熱到比附近的氫熱十倍，所以這個區域被稱為「優先加熱區」。自從20世紀初發現了這種奇怪的行為以來，天文學家對太陽的進一步觀察已經得出了一些解釋，包括太陽表面爆發的納米耀斑和通過帶電等離子體傳播的電磁波。
發表在《天體物理學雜誌快報》上的一篇論文中，密西根大學的研究人員賈斯汀·卡斯珀和克裡斯特費爾·克萊因發現了熱離子和被稱為阿爾文波的磁振蕩之間的一種新的潛在聯繫。以漢內斯·阿爾文的名字命名，他因為在等離子體物理學方面的研究獲得了諾貝爾獎。阿爾文將大爆炸理論視為一種創世論，並提出等離子體是一個沒有起點和終點的連續宇宙的基礎——但這是另一篇文章的故事。
密西根大學研究人員的工作概述了離子溫度飆升區域與另一種太陽現象之間的聯繫，即在太陽大氣中傳播的低頻但速度驚人的電磁波的存在。由於Kasper和他的團隊之前已經觀察到這些離子的加熱距離有多遠，所以他們能夠比較優先加熱發生的位置和Alfven波傳播的極限，即Alfven點。
他們發現，加熱區延伸到太陽半徑的10到50倍。阿爾芬點也會擴張和收縮，這進一步激發了研究人員對兩者進行比較。卡斯珀在一份新聞稿中表示：「令我震驚的是，儘管完全是獨立計算，但優先採暖區和阿爾芬點的外邊界卻以完全可預測的方式同步移動。」
這個想法是，這些電磁波是加熱離子的能量來源，反過來，也加熱了位於阿爾文點邊緣的較輕的粒子。在這個邊界上發現的粒子以太陽風的形式流進太陽系，因為太陽磁場的引力被它的熱力所抵消。
研究人員希望通過對這一重離子優先加熱區域的測量，能夠證明「阿爾芬波加熱」機制是延長日冕的主要加熱過程。如果這可以測量，這可能意味著太陽日冕的其他部分也是通過同樣的過程被加熱的，也許這就回答了日冕加熱之謎，」奧尼爾說。我們對太陽活動過程的了解來自於繞著燃燒的氣體球運行的宇宙飛船。但這種情況將在2020年末發生改變。
耗資15億美元的帕克太陽能探測器(PSP)於2018年8月發射升空，並被拋向太陽。到11月，這艘宇宙飛船打破了此前最接近太陽的記錄，接近太陽約4200萬公裡。PSP在今年四月又一次飛越了近日點，以每小時34.2萬公裡的速度在2500萬公裡內飛行。
這張攝於美國東部時間11月8日凌晨1點12分的照片來自帕克太陽探測器的WISPR(用於太陽探測器的廣域成像儀)儀器。它顯示了一個日冕流光，一個在太陽活躍區域形成的明亮的結構。圖片中心附近的亮點是水星。PSP將繼續打破記錄，繼續探索太陽大氣層的內部。研究人員預計，到2020年晚些時候，這艘宇宙飛船將突破優先加熱的界限，利用它的傳感器每秒測量太陽磁場200萬次。奧尼爾說：「這項任務將是首次對太陽超高溫大氣的等離子體環境進行直接(原位)測量，從而獲得太陽物理學家幾十年來只能間接測量到的日冕加熱機制的『基本事實』。」
它是太陽風的來源，太陽風將行星包裹在電離粒子中。不過，偶爾也會有被稱為日冕物質拋射(CMEs)的等離子體大規模噴發遠離太陽。根據太陽活動的當前周期，日冕物質拋射可以一天發生三次。這些噴射出的物質最終到達地球，並可能成為很多問題的根源。衛星設備和無線電通訊容易受到幹擾。1989年，魁北克省遭受了12小時的停電，因為太陽風暴襲擊了地球的磁場保護系統。太陽風中的粒子通常會在兩極產生絢麗的極光，但在這些數量中存在著級聯的相互作用。
當帶電粒子撞擊地球的磁層，或地球旋轉的鐵芯產生的磁場時，它們會以一種極端的方式拖曳和幹擾，從而在地下誘發更多的電流。能夠更詳細地預測這些事件可能會讓我們有時間做準備——因為太陽風粒子通常需要幾天的時間才能從地球到太陽的距離。
PSP對日冕的探索是前所未有的，它可能揭示出這一不可預測現象的核心新機制。太空飛行器在2020年後的工作將確定太陽天氣和磁性阿爾文波之間的聯繫。奧尼爾說：「如果我們知道這一點，我們就能開發出更好的太空天氣預報模型，如果向我們的方向發射強大的耀斑或日冕物質拋射，就能使我們的高科技文明免遭嚴重破壞。」