太陽耀斑如何出現的？環狀結構扭曲崩塌

新浪科技訊 北京時間1月8日消息，據英國《每日郵報》報導，在未來前往火星探險的任務中，人類需要面臨的最大問題之一便是太陽耀斑和輻射的威脅，宇宙飛船的運行和宇航員的健康都可能因此受損。

太陽表面的耀斑噴射會將數百萬噸的等離子體和輻射拋入太空，這一過程是如何發生的？美國航空航天局(NASA)的研究者一直對該問題興趣濃厚。現在，科學家認為他們已經弄清楚太陽耀斑形成或未能形成的原因，該發現將有助於NASA判斷真實的耀斑威脅和假警報。

在日冕物質噴射事件中，被稱為“磁通量繩”的環狀結構會從日冕上拱起。隨伸出日冕的距離變長，環狀結構會扭曲變形，最終崩塌回太陽表面，或者出現“突然斷裂”，從而導致太陽耀斑的形成。

美國能源部普林斯頓等離子體物理學實驗室(PPPL)的科學家利用磁場重聯實驗(MRX)——一種研究磁場對等離子體作用的儀器——在實驗室條件下重現等離子體環。他們發現，控制等離子體環崩塌或突然斷裂的因素是沿環結構的磁場強度，稱為“環向磁場張力”。當這種力足夠強時，能阻止等離子體環出現扭曲和斷裂，從而使耀斑不會發生。

研究團隊認為，在太陽表面物質噴射時，這種磁場力太弱，不足以維持等離子體環的穩定，從而導致環狀結構的破裂。通過探測這些“指引性”磁場的強度，物理學家在理論上可以計算出等離子體環是否有可能斷裂並引發太陽耀斑。

研究責任作者克萊頓·邁爾斯(Clayton Myers)解釋道：“如果存在強大的指引性磁場，就能指示太陽耀斑噴射出現的可能性較低。”目前，研究團隊正在對沒有引起耀斑的太陽噴射歷史數據進行分析，檢查他們提出的機制是否正是耀斑形成的關鍵因素。

對現代通信系統來，太陽耀斑是真真切切的威脅。隨太陽物質被拋向太空，由帶電顆粒組成的輻射波也會掃向宇宙。如果一個足夠龐大的輻射波掃向地球，就有可能導致巨大的電磁干擾，使衛星的通訊中斷，干擾無線電信號和電網傳輸，使地球陷入數個月的能源中斷。在地球的大氣層之外，宇航員也會遭受大劑量的輻射，甚至可能造成致命的損傷。

因此，了解太陽耀斑是否出現，將有助於太空機構制定相關的任務計劃，安排長時間的太空飛行，如前往火星的載人任務。相關的研究結果發表在近期的《自然》(Nature)雜誌上。(任天)