探索太阳两极：太阳最后的伟大前沿

尽管全球社会在多个空间和地基太阳观测台上投入巨大，太阳的极区仍是未知领域——太阳观测最后的伟大前沿。突破这一前沿对于理解太阳活动周——涵盖空间天气与空间气候的短期至长期太阳活动的最终驱动者——至关重要。磁流体动力学发电机模型和实证观测关系已确立极区磁场是未来太阳活动周振幅的主要决定因素。倾斜活动区的太阳表面演化模型表明，中高纬度的磁通量涌动支配着导致极区磁场反转和建立的动力学。我们对这一高纬度磁场动力学和等离子体流动（作为太阳黑子活动周的关键组成部分）的理论理解和数值模型缺乏精确的观测约束。这一局限损害了我们观察神秘千高斯极区磁通量块并约束高纬度极区磁场分布的能力。缺乏这些观测阻碍了我们对高纬度磁场如何驱动极区喷流、羽流以及延伸至日球层边界并调制太阳系内太阳开放磁通量和宇宙线通量的快速太阳风的理解。因此，精确观测太阳极区是日球物理学面临的唯一最突出的挑战。本文论证了利用新颖的黄道外太阳极区观测、结合现有或未来的多视角日球观测台的科学依据。这样一种任务概念能够像其他任何任务概念都无法做到的那样革新日球物理学领域——其相关性跨越从太阳内部到日球层的空间尺度。