【168NBA】太阳耀斑：实验室中的实现迷你太阳

太阳是我们生命的源泉，也是我们探索宇宙的窗口太阳。太阳的活动不仅影响着地球的气候和环境，也揭示着恒星的物理规律和演化过程。其中，太阳耀斑是太阳活动中最引人注目的现象之一，它是太阳表面局部区域突然释放出极高能量的过程，产生的强烈辐射和高速粒子流可以对地球造成各种影响，甚至引发灾难。

然而，太阳耀斑的本质和细节仍然不为人所知，科学家们只能经过各种手段观测和模拟这一复杂的天文现象太阳。近日，一项新的研究在《自然天文学》杂志上发表，报道了一种在实验室中创造迷你太阳耀斑的方法，为探索太阳耀斑的奥秘提供了新的途径。

太阳耀斑是太阳喷射出的巨大过热等离子体羽流太阳。这些巨大的羽流是如此之大，它们可以多次吞噬我们的星球。但研究人员首次在实验室中制造了迷你太阳耀斑，这些耀斑足够小，可以放在你的午餐盒里。

太阳耀斑是由太阳表面的大等离子体或电离气体环路产生的太阳。这些环，被称为日冕环，沿着看不见的磁力线形成，这些磁力线被太阳的强烈引力扭曲。然而，有时这些线条会像橡皮筋一样弹回原来的形状，将等离子体从太阳上甩开。

太阳耀斑还可以发射日冕物质抛射——快速移动的磁化等离子体云、高能粒子和电磁辐射——如果它们撞击地球，可能会引发破坏性的地磁暴太阳。但是，尽管观测了数百次太阳耀斑，研究人员仍然不知道它们是如何从日冕环过渡到成熟的射弹的。

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发表在《自然天文学》杂志上的一项新研究中，来自帕萨迪纳加州理工学院的一组研究人员在实验室中创建了自己的人造日冕环，试图解开这个谜团太阳。

该团队从一个磁化的充气室内的一对电极中放电太阳。电流使气体电离，在两个电极之间产生一串等离子体，然后经过腔室的磁场短暂地保持为一个环路，然后坍塌并向外发射一个小型耀斑。

这些环长约20厘米，与香蕉大小相同，持续约10微秒，在此期间，实验消耗的能量与帕萨迪纳市在同一时间范围内消耗的能量相同太阳。研究人员使用每秒捕获10万帧的专用相机，观察了环路是如何增长然后破裂的。

该研究证实，人造环看起来像绳索，就像其他研究人员之前提出的那样太阳。

“如果你解剖一根绳子，你会发现它是由单股的辫子组成的太阳。把这些单独的股线拉开，你会看到它们是更小的股线的辫子，依此类推，“该研究的主要作者、加州理工学院研究生张扬在一份声明中说。“等离子体回路似乎以同样的方式工作。

这种绳索状结构可能在太阳耀斑的诞生中起关键作用太阳。在实验室中，人工环路保持稳定，直到它们被能量超载，此时环路中出现了开瓶器状的扭结，它们破裂了。视频片段显示，扭结最初导致一根等离子体断裂，然后对周围的链施加额外的压力，导致它们也断裂。

研究人员写道，在真正的日冕环路分解成太阳耀斑之前，类似的扭结也出现在它们的图像中太阳。

在环路啪啪作响的那一刻，研究人员还检测到了电压尖峰太阳。他们认为，真正的太阳耀斑的类似峰值可以提供必要的能量来发射CME中的高能粒子和辐射。

这不是科学家第一次尝试在实验室环境中复制太阳太阳。今年1月，加州大学洛杉矶分校的研究人员推出了一种人造的“迷你太阳”，可以产生声波来模仿重力的影响。等离子体填充的玻璃球只有3英寸宽，也可以用来研究太阳磁场如何影响太阳耀斑。

太阳耀斑是太阳活动的一种表现形式，也是太阳风暴的一部分太阳。太阳风暴是指太阳表面发生的一系列剧烈的爆发活动，包括太阳耀斑、日冕物质抛射和日冕质子事件。太阳风暴的强度和频率与太阳的磁场活动有关，通常在太阳活动的高峰期（太阳黑子的多少）出现更多的太阳风暴。

太阳耀斑的强度可以用X射线的亮度来衡量，通常分为五个等级：A、B、C、M和X，其中A级最弱，X级最强太阳。每个等级内部又分为10个子等级，从0.1到9.9，例如M5.4或X2.3。X级的太阳耀斑是最强的，可以产生极大的辐射和粒子流，对地球的大气层、电磁场、卫星、航天器、通讯系统、电力网等造成严重的干扰和破坏。

太阳耀斑的影响不仅局限于地球，还可以影响到其他行星和太阳系的边缘太阳。例如，2017年9月6日，太阳发生了一次X9.3级的超强太阳耀斑，这是自2005年以来最强的一次。这次耀斑产生的CME以每小时900公里的速度向外飞驰，不仅影响了地球，还影响了火星、木星、土星和冥王星。

太阳耀斑的观测历史可以追溯到1859年，当时英国天文学家理查德·卡林顿和英国化学家爱德华·霍奇森首次用肉眼观察到了一次白光太阳耀斑，即太阳表面发出的强烈的可见光太阳。这次耀斑引发了一次极为强烈的地磁暴，导致全球的电报系统出现故障，甚至有些电报机发出了火花和烟雾。这次事件被称为卡林顿事件，是人类历史上记录的最强的太阳风暴。

随着科技的发展，人类对太阳耀斑的观测手段也不断改进，从肉眼到望远镜，从地面到太空，从可见光到多波段，从单点到全球，从静态到动态，从定性到定量，从描述到预测太阳。目前，人类已经建立了一套完善的太阳观测网络，包括地面的太阳台和太阳射电望远镜，太空的太阳同步轨道卫星和日地拉格朗日点卫星，以及国际合作的太阳观测计划和项目。

科学家们还利用人工智能和机器学习的技术，对太阳耀斑的数据进行分析和挖掘，试图找出太阳耀斑的预测模型和规律太阳。例如，2020年，一项研究使用了深度学习的方法，从太阳磁场图像中提取了太阳耀斑的特征，然后用神经网络对太阳耀斑的发生概率进行了预测，达到了比传统方法更高的准确率和效率。

经过在实验室中创造迷你太阳耀斑，科学家们希望能够揭开太阳耀斑的秘密，为人类的太阳探索和太阳防护提供新的思路和方法太阳。