太阳也会“雪崩”？欧空局揭秘耀斑爆发的连锁机制

欧洲航天局（ESA）昨日（1 月 21 日）发布博文，深入分析太阳轨道飞行器（Solar Orbiter）传回的数据，揭示了太阳耀斑爆发的“引擎”机制，由类似“雪崩”的连锁反应驱动。

太阳耀斑（Solar Flare）是太阳大气局部区域突然变亮的现象，伴随电磁辐射和粒子发射的剧烈爆发，是太阳系中最猛烈的爆炸事件。

2024 年 9 月 30 日太阳耀斑的照片，图源：欧空局

研究团队通过分析飞行器传回的高分辨率图像，提出了磁雪崩（Magnetic Avalanche）概念，认为耀斑并非始于一次巨大的单一爆炸，而是由一系列微小的磁场扰动触发。

这些初始的微弱扰动会导致磁力线纠缠、断裂并重新连接（即磁重联），从而引发连锁反应，迅速演变为剧烈的能量释放。这一发现完美解释了太阳如何能在极短时间内释放出如此巨大的能量。

IT之家注：磁重联（Magnetic Reconnection）是物理学名词，指方向相反的磁力线断裂并重新连接的过程。这一过程会将磁场中储存的能量瞬间转化为热能和动能，是太阳耀斑爆发的能量来源。

飞行器上的极紫外成像仪（EUI）精准记录了耀斑爆发前约 40 分钟的详细过程。在 2024 年 9 月 30 日的近距离观测中，科学家注意到一个由扭曲磁场和等离子体组成的暗色“灯丝”结构。

观测显示，该区域内每两秒就会出现新的磁场束，它们像绳索一样不断纠缠。随后，该区域陷入不稳定状态，扭曲的磁力线开始断裂并重联，引发了多米诺骨牌般的连续崩塌。这一过程最终导致“灯丝”被猛烈抛向太空，并在耀斑主体爆发时产生了明亮的重联火花。

此次观测还捕捉到了令人震撼的爆发后景象。随着磁重联事件的增加，X 射线辐射急剧上升，将粒子加速至光速的 40% 至 50%（约 4.3 亿至 5.4 亿公里 / 小时）。

太阳耀斑爆发产生的 X 射线，图源：欧空局

研究人员普拉迪普 · 奇塔（Pradeep Chitta）表示，即便在耀斑消退后，观测仪器仍记录到了“等离子体雨”—— 即带状的等离子体团块从高空倾泻而下，落回太阳表面。这是人类首次在日冕层中以如此高的时空分辨率目睹能量沉积与物质回落的详细过程。