日冕抛物翻斤斗
Dr. Tony Phillips
译自Science@NASA，2008年5月27日
2008年5月27日：想象一下，一团重达10亿吨的气体云从太阳表面射出，然后……翻起了横斤斗。这正是2008年3月9日发生的事情。在国际探测器编队完整的视野中，一次日冕物质抛射（简称为“CME”）在日面边缘翻滚着。甚至连太阳物理学的老手都为之迷惑了。
但不仅仅是这些。当云团的一部分翻起斤斗的时候，另一部分同时做了个回转。与听上去同样奇怪的是，进行数据处理的研究人员称，这可能是太阳爆发的正常进行方式。
哈佛-史密松天体物理中心（CfA）的Ed DeLuca说：“这是罕见而又激动人心的观测。它展现给我们的是名为‘磁重联’的过程隐秘的内在机制，而这样的过程正是太阳耀斑与CME的核心。”5月27日，在佛罗里达州Lauderdale召开的美国地球物理联盟会议上，正是DeLuca宣布了这一发现。
一图胜千言。点击下图可见该场景的动画：
同时以2种方式回旋的太阳爆发。在高对比度的XRT动画上，斤斗尤其清晰。动画请点击（图片提供：NASA）
动画揭示的是10亿吨的磁化热气体，以超过每秒1000千米的速度打旋。斤斗（左图，图象由日本的日出卫星携带的X射线望远镜拍摄）朝一侧转动，而回转（右图，由NASA的TRACE探测器搭载的紫外照相机拍摄）朝另一侧转动。
一次爆发是如何同时朝两个方向打转的呢？
DeLuca解释道：“我们认为，我们所看到的是太阳磁场浮现的扭曲‘通量管’。管的一断顺时针选择，另一端逆时针转动。”磁场的浮现过程为爆发注入了动力，将CME加热，并将其推离太阳。
为更好地了解这一过程，翻翻你的桌子，拎出一根橡筋圈。用右手的拇指和食指拉住环的一端，用左手抓住另一端。将橡筋伸展绷紧，开始扭转它（在拇指和食指间转动橡筋）。橡筋越来越紧，扭结遍布，充满了势能。如果你敢这样做的话，就继续扭转它，直到——崩断为止！橡筋断裂，缩向手指，狠狠地抽打指头。
你所做的，正是在桌子上模拟一次太阳耀斑。
研究者确信，太阳上的磁通量管行为与橡筋非常类似。它们被扭曲、遍布扭结，充满势能，直到——崩断！磁力线破裂，产生的爆发胜过1亿颗氢弹。还记得吗，橡筋是一边抽回指尖一边散开的？然后你就看到了斤斗和回转，只不过是缩小版。
然而CME只是开始。CfA的太阳物理学家Leon Golub说：“真正有趣的事情随后会发生。”在初始爆发之后的几小时，破裂的磁通量管开始自我治愈。橡筋永远不会这样做，但磁通量管可以，因为基本上说，自然界痛恨破碎的通量管。多亏有了日出卫星X射线望远镜的高分辨率，Golub说：“我们业已目睹的是磁重联的某一阶段，之前从未以如此清晰度观看过它们。”
加热过程的开始是高高的X射线尖峰从爆发点突起。Golub说：“这是侧向我们的电流片。”电流片就是极性相反的磁场相遇并连接的地方。日出卫星的X射线动画显示，CME留下的物质流回上图所示的区域（动画请点击）。电流片看起来导引着物质流，而这一区域在为未来可能的爆发作着准备。
右图：爆发前电流片的X射线快照（图片提供：Hinode XRT）
先前探测器已经记录过上千次CME，但与先前相比，这次CME泄露了更多自身的秘密。研究合作者、CfA的Kathy Reeves解释了缘由：
“我们是很幸运的。太阳耀斑恰恰藏在日面边缘之后。这就遮就了眩目的闪光，因此日出就可以对着上方较暗的CME进行长时间曝光。”
数据有多重要呢？CfA的研究人员正计划一整个讨论班，致力于研究此次CME。他们与其他人一道将汇总来自探测器舰队的数据，其中包括日出、TRACE、SOHO、STEREO与RHESSI，以更完整地了解太阳爆发。
但是他们的结论将超越太阳。磁重联是天体物理许多领域中的基本过程。DeLuca说：“它在黑洞、脉冲星、活动星系核、行星磁层中都会发生——你说吧。太阳是伟大的大型实验室，我们可以看到那里发生的事情。”
而又有谁不想一睹10亿吨级别的斤斗呢？为了解今后进展，请继续关注Science@NASA。
