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“夸父一号”千日观测揭秘:C级耀斑“小身板”迸发“大能量”

时间:2025-09-11 13:40:05来源:ITBEAR编辑:快讯团队

太阳,这颗距离地球最近的恒星,表面看似平静,实则暗藏汹涌。太阳耀斑与日冕物质抛射,作为太阳最剧烈的两种活动现象,长期以来被视为“孪生兄弟”,在大型爆发中几乎形影不离。然而,我国自主研发的“夸父一号”卫星,在运行满1000天之际,却带来了颠覆传统认知的新发现:部分看似温和的C级耀斑,竟蕴含着堪比大型爆发的能量,且几乎不伴随日冕物质抛射。

夸父一号卫星示意图

“夸父一号”全称为“先进天基太阳天文台”(ASO-S),于2022年10月9日搭乘长征二号丁火箭升空,运行在距地球约720公里的轨道上。其核心使命是“一磁两暴”——同时观测太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射,揭示三者之间的内在联系。为完成这一目标,卫星搭载了全日面矢量磁像仪、硬X射线成像仪(HXI)和莱曼阿尔法太阳望远镜三台科学载荷,实现了对太阳活动的全程同步观测。

传统认知中,耀斑按软X射线亮度分为A、B、C、M、X五个级别,威力逐级增强。C级耀斑通常被视为“小脾气”,能量和规模有限。然而,“夸父一号”HXI载荷在2022年底至2024年初的数据中,从1300多个C级耀斑中筛选出127个特殊案例。这些耀斑虽整体亮度仅为C级,但其内部电子加速效率却远超同类,甚至不输于M级或X级耀斑。这一现象如同“外表文静的人体内蕴含短跑冠军的爆发力”,彻底颠覆了科学家的预期。

更令人困惑的是,这些高能C级耀斑几乎不伴随日冕物质抛射。统计显示,普通C级耀斑伴随日冕物质抛射的比例可达20%,而高能C级耀斑的这一比例却不足4%,且仅有的几例还是规模较小的“喷流型”日冕物质抛射。这与“闪电越亮,雷声越大”的传统模型严重不符,仿佛看到了耀眼的闪电却几乎听不到雷声。

中国科学院紫金山天文台研究员苏杨解释,当前理论认为,日冕物质抛射的种子——磁绳结构(如暗条、日珥等)因失去平衡向外抛出时,会通过磁重联过程释放能量,既产生耀斑的“闪光”,也推动日冕物质抛射的“雷声”。然而,在高能C级耀斑中,磁重联过程似乎仅产生了耀斑,却未触发日冕物质抛射。这一反常现象表明,其产生机制可能与标准太阳爆发模型截然不同,高效的能量释放和电子加速或许与其非抛射型的磁场结构密切相关。

苏杨团队推测,这一现象可能与高能C级耀斑中较为封闭的磁场特性有关。封闭的磁场结构可能限制了能量的释放方式,使得能量更集中于电子加速而非推动日冕物质抛射。这一发现不仅为理解太阳爆发机制提供了新视角,也可能成为解开电子加速和耀斑能量释放谜题的关键。

太阳喷发物质

目前,太阳正处于第25活动周的高峰期,“夸父一号”已观测到数千次大大小小的爆发活动,在白光耀斑、莱曼阿尔法爆发特性、高能电子属性、太阳X射线各向异性等方面取得重要成果,相关工程技术和前沿研究文章总数超过150篇。2024年10月3日,卫星还记录了太阳第25活动周迄今最强的X9级大爆发,为研究太阳活动提供了宝贵数据。

“夸父一号”将持续观测和记录太阳活动,并联合我国“羲和号”等国内外设备,进一步探索太阳爆发的本质。这一系列发现不仅满足了人类对太阳的好奇心,更为航天、通信、导航等领域的空间天气预报提供了重要支持。随着研究的深入,太阳的神秘面纱正被逐步揭开。

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