太陽也會“雪崩”？歐空局揭秘耀斑爆發的連鎖機制

來源：IT之家

歐洲航天局（ESA）昨日（1 月 21 日）發布博文，深入分析太陽軌道飛行器（Solar Orbiter）傳回的數據，揭示了太陽耀斑爆發的“引擎”機制，由類似“雪崩”的連鎖反應驅動。

太陽耀斑（Solar Flare）是太陽大氣局部區域突然變亮的現象，伴隨電磁輻射和粒子發射的劇烈爆發，是太陽系中最猛烈的爆炸事件。

2024 年 9 月 30 日太陽耀斑的照片，圖源：歐空局

研究團隊通過分析飛行器傳回的高分辨率圖像，提出了磁雪崩（Magnetic Avalanche）概念，認為耀斑并非始于一次巨大的單一爆炸，而是由一系列微小的磁場擾動觸發。

這些初始的微弱擾動會導致磁力線糾纏、斷裂并重新連接（即磁重聯），從而引發連鎖反應，迅速演變為劇烈的能量釋放。這一發現完美解釋了太陽如何能在極短時間內釋放出如此巨大的能量。

IT之家注：磁重聯（Magnetic Reconnection）是物理學名詞，指方向相反的磁力線斷裂并重新連接的過程。這一過程會將磁場中儲存的能量瞬間轉化為熱能和動能，是太陽耀斑爆發的能量來源。

飛行器上的極紫外成像儀（EUI）精準記錄了耀斑爆發前約 40 分鐘的詳細過程。在 2024 年 9 月 30 日的近距離觀測中，科學家注意到一個由扭曲磁場和等離子體組成的暗色“燈絲”結構。

觀測顯示，該區域內每兩秒就會出現新的磁場束，它們像繩索一樣不斷糾纏。隨后，該區域陷入不穩定狀態，扭曲的磁力線開始斷裂并重聯，引發了多米諾骨牌般的連續崩塌。這一過程最終導致“燈絲”被猛烈拋向太空，并在耀斑主體爆發時產生了明亮的重聯火花。

此次觀測還捕捉到了令人震撼的爆發后景象。隨著磁重聯事件的增加，X 射線輻射急劇上升，將粒子加速至光速的 40% 至 50%（約 4.3 億至 5.4 億公里 / 小時）。

太陽耀斑爆發產生的 X 射線，圖源：歐空局

研究人員普拉迪普 · 奇塔（Pradeep Chitta）表示，即便在耀斑消退后，觀測儀器仍記錄到了“等離子體雨”—— 即帶狀的等離子體團塊從高空傾瀉而下，落回太陽表面。這是人類首次在日冕層中以如此高的時空分辨率目睹能量沉積與物質回落的詳細過程。