太陽是一個狂野的地方。在我們的天空中，它看起來幾乎每天都一樣，但當你仔細觀察時，我們的恆星經常充滿湍流的等離子體。
太陽能做的最瘋狂的事情之一就是耀斑——噴出巨大的等離子體環，其規模使整個地球相形見絀。儘管這種活動很常見，但我們仍然不完全了解其驅動因素。
現在，太陽物理學家首次測量並表徵了巨大的磁場目前工作表- 表面電流 - 穿過核心耀斑區域，為太陽耀斑能量釋放提供動力的中央引擎。
“長期以來，人們一直認為，通過重聯電流片突然釋放磁能是造成這些重大噴發的原因，但尚未對其磁性進行測量，”物理學家陳斌說新澤西理工學院。
“通過這項研究，我們終於首次測量了電流片的磁場細節，使我們對太陽耀斑的中央引擎有了新的認識。”
太陽的磁場極為複雜且混亂。我們的恆星是由極熱等離子體組成的翻滾湍流球，等離子體是一種由帶電粒子組成的流體，與電磁力強烈相互作用。
由於太陽是球體，赤道面的旋轉速度比兩極的旋轉速度快。這導致太陽磁場越來越糾結，這反過來又可以在整個太陽上產生非常強的局部磁場，打開太陽黑子，從而產生耀斑。
在這些局部磁場中，磁力線可能會變得混亂。在太陽耀斑的根源，相反的磁場線連接、斷裂和重新連接。此外，強大的電流片橫跨這些核心太陽耀斑區域。
我們知道磁重聯會導致能量釋放並將電子加速到相對論速度，但這種情況在結構中發生的具體方式和位置一直難以確定。
提示一個巨大的 X8.2 太陽耀斑發生於2017年9月10日。新澤西理工學院的擴展歐文斯谷太陽能電池陣列 (EOVSA) 捕捉了多個波長的光線，使團隊能夠詳細研究 40,000 公里（25,000 英里）的電流片。
「太陽耀斑中儲存和釋放所有能量的地方到目前為止一直是看不見的…用宇宙學術語來說，它是太陽的『暗能量問題’，之前我們不得不間接推斷耀斑的磁重聯片的存在，”EOVSA 主任戴爾·加里 (Dale Gary) 說道新澤西理工學院。
“EOVSA 在許多微波頻率下拍攝的圖像表明，我們可以捕捉無線電發射來照亮這個重要區域。”
（NJIT-CSTR、B. Chen、S. Yu；CfA、C. Shen；太陽動力學觀測站）
多於：耀斑的紫外線觀測（左）和數值模擬（右）。
該團隊將多波長數據與哈佛-史密森天文物理中心的物理學家進行的數值模擬結合。不僅沿著目前片層的磁場分佈符合預測，在耀斑底部的頂部還有一個磁性的瓶狀結構，距離太陽表面 20,000 公里（12,500 英里），電子在那裡流動被困並加速。
片層和磁重聯似乎對於能量釋放和電子加速都是必要的。根據該團隊的計算，磁能以每秒約 10-1000 兆焦耳的速度釋放到電流片中。但令人驚訝的是，這並不是粒子加速發生的地方。
「電流片上如此巨大的能量釋放令人震驚。那裡產生的強電場可以很容易地將電子加速到相對論能量，但我們意想不到的事實是，電流片區域的電場分佈並不重合。」以及我們測量的相對論性電子的空間分佈，”陳說。
「換句話說，必須有其他東西在起作用才能加速或重定向這些電子。我們的數據顯示，電流片底部的一個特殊位置 - 磁瓶 - 似乎對於產生或限制相對論性電子至關重要” 。
研究人員指出，雖然這種結構以前已經被提出過，但這是第一次被證明。新的測量結果現在可以作為研究和分析未來太陽耀斑的基線，並進一步研究其中的電子加速機制。
該研究發表於自然天文學。
