歐洲航天局科研團(tuán)隊(duì)近日宣布，通過(guò)“太陽(yáng)軌道器”衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，成功解析了太陽(yáng)耀斑爆發(fā)的關(guān)鍵觸發(fā)機(jī)制。這項(xiàng)發(fā)表于《天文和天體物理學(xué)》期刊的研究表明，太陽(yáng)表面劇烈的能量釋放源于磁場(chǎng)中微小擾動(dòng)的累積效應(yīng)，最終引發(fā)類(lèi)似雪崩的磁能崩潰過(guò)程。

作為太陽(yáng)系最劇烈的能量釋放現(xiàn)象，耀斑爆發(fā)時(shí)可在數(shù)分鐘內(nèi)將局部區(qū)域加熱至數(shù)千萬(wàn)攝氏度，同時(shí)將帶電粒子加速至接近光速。盡管科學(xué)界早已確認(rèn)這些能量?jī)?chǔ)存在扭曲的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，但具體如何從穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為劇烈爆發(fā)始終未明。此次研究通過(guò)多維度觀測(cè)數(shù)據(jù)，首次完整呈現(xiàn)了耀斑從醞釀到爆發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈條。

2024年9月30日發(fā)生的大型耀斑事件成為關(guān)鍵研究對(duì)象。“太陽(yáng)軌道器”搭載的極紫外成像儀以每?jī)擅胍粠乃俾剩涗浵氯彰釁^(qū)域在爆發(fā)前數(shù)十分鐘的精細(xì)變化。結(jié)合其他儀器對(duì)不同大氣層溫度梯度的監(jiān)測(cè)，科研人員發(fā)現(xiàn)耀斑高峰期前40分鐘，目標(biāo)區(qū)域已出現(xiàn)微弱的磁力線(xiàn)重組跡象。這些初始擾動(dòng)能量極低，但發(fā)生頻率高達(dá)每秒數(shù)次，形成持續(xù)的能量注入過(guò)程。

研究團(tuán)隊(duì)特別指出，磁重聯(lián)現(xiàn)象在此過(guò)程中呈現(xiàn)明顯的級(jí)聯(lián)效應(yīng)。初始階段，磁場(chǎng)線(xiàn)僅在局部發(fā)生斷裂重組，釋放能量有限；隨著擾動(dòng)范圍擴(kuò)大，新形成的電流片結(jié)構(gòu)不斷疊加，導(dǎo)致能量釋放強(qiáng)度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到臨界閾值時(shí)，積累的磁能突然崩潰，形成所謂的“磁雪崩”，最終引發(fā)耀斑全面爆發(fā)。

這一發(fā)現(xiàn)對(duì)空間天氣預(yù)報(bào)具有重要價(jià)值。強(qiáng)烈耀斑釋放的高能粒子流可在1-3天內(nèi)抵達(dá)地球，引發(fā)極光增強(qiáng)、無(wú)線(xiàn)電通信中斷等效應(yīng)。更嚴(yán)重的日冕物質(zhì)拋射事件可能造成電網(wǎng)過(guò)載、衛(wèi)星軌道偏移等災(zāi)害。目前，科研團(tuán)隊(duì)正基于新模型開(kāi)發(fā)預(yù)警算法，試圖通過(guò)監(jiān)測(cè)磁場(chǎng)微擾動(dòng)特征提前數(shù)小時(shí)預(yù)測(cè)耀斑爆發(fā)。

據(jù)參與研究的科學(xué)家介紹，該成果顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知中“耀斑由單一大規(guī)模磁重聯(lián)引發(fā)”的假設(shè)，證實(shí)了微小能量事件的累積效應(yīng)才是關(guān)鍵。這種自組織臨界現(xiàn)象與地球上的雪崩、森林火災(zāi)等災(zāi)害演化機(jī)制存在相似性，為跨學(xué)科研究提供了新視角。