科技名词

太阳耀斑

solar flare

定义：太阳大气局部区域突然变亮，并伴随有增强的电磁辐射和粒子发射，是最剧烈的太阳活动现象。

简称：耀斑

学科：天文学_太阳

相关名词：太阳活动 太阳爆发 白光耀斑

来源：全国科学技术名词审定委员会

【延伸阅读】

20世纪50年代前，太阳耀斑是指用Hα谱线观测到的太阳色球谱斑突然增亮的现象，也称色球爆发。后来的综合观测表明，Hα谱线突然增亮的同时，还伴随有一系列更高能现象的发生，包括从波长短于1埃的γ射线、X射线、紫外线、可见光，直到波长达几千米的射电波段——几乎全波段的电磁辐射增强，以及发射能量从103到1011电子伏的各种粒子，同时还观测到大规模的物质运动和抛射现象。较大耀斑释放的能量是1025焦耳量级。因此，现代的太阳耀斑概念应包括所有这些突变现象，也应更全面地把太阳耀斑理解为发生在太阳大气局部区域的大规模能量突然释放过程，而把色球谱斑突然增亮称为光学耀斑，是耀斑在可见光Hα辐射增强的表现，是耀斑发生的一种标志。大量观测结果表明，太阳耀斑的增强电磁辐射和粒子发射，分别是由太阳大气中不同区域发射出的。电磁辐射主要产生于低温耀斑区（光学耀斑区），电子温度约为104K，电子密度约为3×1013/cm³；粒子发射则起源于色球—日冕过渡区至日冕中的高温耀斑区，其电子温度约为107K，电子密度约为3×1010/cm³。无论从释放能量的大小，或从触发耀斑事件的起始位置看，耀斑的主体应是高温耀斑区，而光学耀斑是较低能的次级现象。亦即导致耀斑发生的等离子体不稳定性的触发发生在高温耀斑区附近，然后由触发区产生的粒子流和热传导一起向下层传播，在低层大气激发产生光学耀斑。

图1：太阳耀斑（太阳圆盘中左上角的丝带状亮区） 图片来源：本文作者

太阳耀斑现象涉及能量积累，等离子体不稳定性的触发，高能粒子的加速和传播方式，它们激发产生的从γ射线、X射线、紫外线、可见光直到射电波段辐射增强的机制，同时发生的耀斑区大气动力学变化，以及物质运动和抛射等。因此，对太阳耀斑的研究具有重要的理论意义。另外，耀斑引起的X射线辐射增强将破坏地球电离层的正常状态，耀斑的粒子流将造成地球轨道附近高能粒子污染，并干扰地球磁层，产生地磁暴，这些扰动也会向下传播，导致地球低层大气（平流层和对流层）动力学状态的变化。通过这些扰动，太阳耀斑对人类的航天活动、无线电通信、导航和航测、高纬地区的电力系统，以及天气和水文领域产生影响。因而预报太阳耀斑的发生具有应用价值。现在，关于太阳耀斑的研究已成为太阳物理中最热门的研究课题之一。

图2：太阳耀斑区大气结构示意 图片来源：本文作者