一个月几次——有时多一点，有时少一点——太阳表面会发生爆炸，释放出相当于数百万颗氢弹的能量。

 

尽管这个数字令人难以置信，但这种巨大的能量输出并不能解释这些爆炸产生的物质是如何加速到接近光速的。这就像指望一个高尔夫球车的马达来驱动一辆法拉利。

 

在一项新的研究中，研究人员首次对这些太阳喷发的引擎盖下的情况进行了研究，特别针对加速这些超快粒子的物理过程。

 

目前美国宇航局有18项太空任务致力于研究离我们最近的恒星及其对太阳系的影响。其中一些卫星几乎不间断地直视太阳，提供了24/7的太阳旋转、翻滚表面的图像。

 

当太阳爆发时，这些卫星也会看到被称为太阳耀斑的异常明亮的闪光。偶尔，火山爆发也会将一团极热的带电气体(称为等离子体)抛向太空。排出的等离子体被称为日冕物质抛射，简称CME。

 

据美国国家航空航天局称，一次太阳爆炸释放的能量与“数百万个1亿吨氢弹”释放的能量大致相同，其中1亿吨相当于1亿吨TNT。

 

虽然这听起来确实令人印象深刻，但很难想象有如此巨大的东西。要了解这些事件的巨大性质，最好的方法可能是考虑美国宇航局拍摄的一张显示特别大的日冕物质抛射的图像。作为对比，地球的快照(按比例)被放在这个巨大的，燃烧的丝带旁边。这颗行星在喷火器的路径上看起来就像一朵雏菊。

 

根据美国国家航空航天局戈达德航天中心的一段视频，CMEs的飞行速度大约为每小时100万英里(每小时160万公里)。但是戈达德的太阳天体物理学家c·亚历克斯·杨(C. Alex Young)说，有记录以来能量最大的一次日冕物质风暴的粒子速度超过了700万英里每小时(1120万公里每小时)。然而，杨说，这些是太阳科学家所称的在太阳喷发过程中产生的“较慢”的粒子。

 

这些“快”粒子，通常被称为太阳能量粒子(不属于CME)，杏耀客户端其速度接近光速——6.7亿英里每小时(10.79亿公里每小时)。这比CME中的粒子要快100多倍。

 

这些超快粒子可以在太阳和日光层观测卫星(SOHO)上的大角度和光谱日冕仪实验(LASCO)拍摄的视频中看到。LASCO挡住了来自太阳的光线，所以它可以看到CME喷出的物质。在这些视频中，在看到物质云离开恒星表面几秒钟后，屏幕上就会出现白色的静电斑，有时会完全遮蔽恒星的任何图像。这些是与探测器相撞的超快粒子。其他的太阳卫星也能观测到类似的静态风暴。静电看起来像雪，这是恰当的，因为这些和类似的太阳事件被称为“太阳天气”。(这些视频在时间上进行了加速;杨说，实际上，超级快的粒子仍然需要大约10到15分钟才能到达卫星的探测器。

 

但是即使是太阳爆炸的绝对力量也不足以解释这种能量的冲击，杨说。那么这些粒子是如何运动得这么快的呢?[太阳耀斑和日冕物质抛射-有什么区别?

 

当一架飞机突破音障——实际上是超越在它前面飞行的声波——它就会产生冲击波和震耳欲聋的音爆。繁荣就是冲击波是能量来源的证据。

 

哈佛-史密森天体物理中心的研究员陈斌是一篇新研究论文的主要作者，该论文首次提供了可靠的观察证据，证明在太阳喷发过程中释放的超细粒子会被一种被称为“终止激波”的静止激波加速。

 

太阳爆发的有趣之处在于，与地球上的大多数爆炸不同，它们不是由化学物质驱动的。相反，这些“阳光炸弹”是通过快速释放磁场能量来引爆的。让磁铁贴在冰箱上，或让指南针指向北方的力量，也造成了这些巨大的光和物质的喷涌。

 

太阳耀斑和日冕物质抛射是在太阳磁力线在地表附近断裂并迅速重新连接时发生的。在爆炸过程中，等离子体被抛向太空，但其他的等离子体则以难以置信的高速度回到地球表面，在那里它们会撞向更多的磁场回路——有点像瀑布冲进池塘的表面。在碰撞点，带电等离子体中形成终止激波。