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【导语】我国“夸父一号”卫星自2022年发射升空以来，已持续在轨观测超千日。近日，其硬X射线成像仪揭示了一类特殊C级耀斑的“反常”现象——这些“小脾气”太阳爆发虽亮度普通，却蕴含高能电子，且极少伴随日冕物质抛射，彻底颠覆了传统认知，为理解太阳爆发机制提供了全新线索。

“夸父一号”卫星示意图（来源：中国科学院紫金山天文台）

我们每天见到的太阳看起来表面平静，如同温和的“暖男”，而它也有着自己独特的“脾气”太阳爆发。为了更好地理解这位邻居，我国于2022年派出了顶尖的“太阳观测员”——“夸父一号”卫星。就在今年7月5日，这位辛勤的观测员迎来了在轨运行1000天的纪念日，并带来了一个打破传统认知的新发现。

对此，“夸父一号”HXI载荷科学家、中国科学院紫金山天文台研究员苏杨对蝌蚪君表示，此次的发现可以概括为在太阳的“小脾气”里挑出所有“身材小，力量大”的特殊事件，做了个全面“体检”，在电子加速、耀斑和抛射关联这几项上有了些意外发现，为理解太阳爆发的本质提供了新线索。

太阳的“脾气”：耀斑与日冕物质抛射

在揭开这个新发现的面纱之前，我们首先来认识一下太阳的两种主要“发脾气”方式：太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）。

其中，太阳耀斑可以想象成太阳表面的一次次超强“闪光灯”，可在短短几分钟到几十分钟内释放出巨大的能量，就像一次次剧烈的能量爆炸。而日冕物质抛射则更像(xiàng)是(shì)一(yī)次(cì)猛(měng)烈(liè)的(de)“打(dǎ)喷(pēn)嚏(tì)”，将(jiāng)数(shù)十(shí)亿(yì)吨(dūn)的(de)太(tài)阳(yáng)物(wù)质(zhì)（磁(cí)场(chǎng)裹(guǒ)挟(xié)着(zhe)等(děng)离(lí)子(zi)体(tǐ)）以(yǐ)极(jí)高(gāo)的(de)速(sù)度(dù)抛(pāo)向(xiàng)太(tài)空(kōng)，形(xíng)成(chéng)巨(jù)大(dà)的(de)物(wù)质(zhì)“炮(pào)弹(dàn)”。

长(zhǎng)久(jiǔ)以(yǐ)来(lái)，科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)认(rèn)为这两者就像是孪生兄弟，常常“如影随形”。特别是当太阳发“大脾气”时（比如最强的X级耀斑），耀斑和日冕物质抛射几乎是百分之(zhī)百(bǎi)会(huì)同(tóng)时(shí)出(chū)现(xiàn)。这(zhè)就好比，闪电越亮，雷声通常也越大。

无论是黑子、太阳耀斑亦或日冕物质抛射，它们能量的根源都是太阳磁场（来源：中国科学院紫金山天文台）

意外发现：不按常理出牌的“小脾气”

科学家们根据耀斑的软X射线亮度，将其分为A、B、C、M、X五个级别，威力依次以十倍增强。C级耀斑属于比较温和的“小脾气”。按照常理，这种小规模的爆发，能量和威力都应该相对有限。

然而，“夸父一号”的火眼金睛——硬X射线成像仪，在2022年底到2024年初的数据中，发现了一群“反常”的C级耀斑。

研究团队在硬X射线成像仪（HXI）探测到的1300多个C级耀斑(bān)中(zhōng)，筛(shāi)选(xuǎn)出(chū)了(le)127个(gè)特(tè)殊(shū)案(àn)例(lì)。这(zhè)些(xiē)耀(yào)斑(bān)虽(suī)然(rán)在(zài)整(zhěng)体(tǐ)亮(liàng)度(dù)上(shàng)只(zhǐ)是(shì)“C级(jí)”，但(dàn)它(tā)们(men)内(nèi)部(bù)却(què)能(néng)产(chǎn)生(shēng)能(néng)量(liàng)很(hěn)高(gāo)的(de)电(diàn)子(zi)，其(qí)加(jiā)速(sù)效(xiào)率(lǜ)甚(shén)至(zhì)不(bù)输(shū)给(gěi)那(nà)些(xiē)“大(dà)脾(pí)气(qì)”的(de)M级(jí)或(huò)X级(jí)耀斑。这就像一个外表文静的人，身体里却蕴含着短跑冠军的爆发力，非常出人意料。其实，在A、B级中也曾发现过这种案例。这次，团队把HXI看到的全找出来，做了个全面“体检”。

更大的谜团：为何“只打雷，不下雨”？

这个结果引出了一个更大的谜团。既然这些C级耀斑里的电子能量如此之高，按照“闪电越亮，雷声越大”的逻辑，它们理应比普通的C级耀斑更容易伴随日冕物质抛射。根据以往的统计研究结果，普通的C级耀斑有伴随日冕物质抛射的占比可达20%，研究预测高能C级耀斑有伴随日冕物质抛射的占比应更高。

但观测结果却令人意外：在127个“高能C级耀斑”事件中，只有5例伴随着日冕物质抛射，占比不到4%！而且这少数几例还是规模较小较特殊的“喷流型”CME。

这完全不符合“耀斑与日冕物质抛射如影随形”的传统模型。这就好比我们看到了极其耀眼的闪电，却几乎听不到雷声，完全不符合常理。

对此，中科院紫金山天文台研究员苏杨对蝌蚪君解释道：“按照当前的理解，当一个磁绳结构（也就是日冕物质抛射的种子，往往是暗条、日珥、热通道、温通道、热环等）因各种原因失去平衡向外抛出时，会产生磁重联过程，这是太阳爆发能量释放的主要形式，一方面产生‘闪光’耀斑，同时也(yě)可(kě)以(yǐ)进(jìn)一(yī)步推动‘雷声’CME的抛出。但是，我们研究的高能C级耀斑里，却几乎没有抛出的CME，仅有耀斑。”

2013年，太阳喷发出的物质。（来源：NASA）

这一“反常”现象意味着什么呢？

科学家们推测，这些“高能C级耀斑”的产生机制，可能与目前人们熟知的标准太阳爆发模型完全不同。它们高效的能量释放和电子加速，或许和其非抛射型(xíng)的(de)磁(cí)场(chǎng)结(jié)构(gòu)相(xiāng)关。反(fǎn)过(guò)来(lái)，这(zhè)也(yě)为(wèi)我(wǒ)们(men)进(jìn)一(yī)步(bù)理(lǐ)解(jiě)常(cháng)规(guī)的(de)爆(bào)发(fā)型(xíng)事(shì)件(jiàn)提(tí)供(gōng)了(le)一(yī)个(gè)视(shì)角(jiǎo)。

对(duì)于(yú)背(bèi)后(hòu)的(de)原(yuán)因(yīn)，中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)紫(zǐ)金(jīn)山(shān)天(tiān)文台(tái)研(yán)究(jiū)员(yuán)苏(sū)杨(yáng)对(duì)蝌蚪君表示，很可能和其中比较封闭的磁场特性有关，这也正是他的研究团队下一步的研究目标。苏杨研究员解释说：“这有可能是解开电子加速和耀斑能量释放谜题的一把钥匙。”

这个由“夸父一号”带来的新发现，为科学家理解太阳如何加速粒子、以及耀斑与日冕物质抛射的真实关系提供了全新的视角和线索。探索耀斑和CME之间以及它们和磁场之间的本质关联，正是“夸父一号”的主要目标。

“夸父一号”追日：2022年10月9日“夸父一号”发射升空，开启了中国综合性太阳空间观测的时代（来源：中国科学院紫金山天文台）

“逐日英雄”——夸父一号

“夸父一号”的正式名称是“先进天基太阳天文台”（ASO-S）。它的名字源于中国古代神话“夸父逐日”，这个故事不仅表达了先民探索自然的无畏精神，也寄托着中华民族千百年来揭开太阳神秘面纱的不懈求索。从“嫦娥奔月”到“夸父逐日”，这完美诠释了中国人探索宇宙的独特情怀与浪漫。

2022年10月9日，这颗由我国科学家自主提出的太阳探测卫星，在酒泉卫星发射中心搭乘长征二号丁火箭成功升空，运行在距离地球约720公里的轨道上，实现了我国天基太阳综合性探测的跨越式突破。

它的核心使命可以用一个词概括：“一磁两暴”。“一磁”指的是太阳磁场，这是太阳一切活(huó)动(dòng)的(de)“总(zǒng)导(dǎo)演”，“两暴”则指太阳上最剧烈的两种爆发现象——太阳耀斑和日冕物质抛射。

“夸父一号”的目标，就是同时观测这三者，搞清楚太阳磁场是如何“导演”出耀斑和日冕物质抛射这两场“宇宙大戏”的，以及它们之间究竟有何内在联系。这不仅能满足人类的好奇心，更能为航天、通信、导航等活动需要的空间天气预报提供数据和理论支持。

“夸父一号”的三件“神器”（来源：中国科学院紫金山天文台）

为了完成任务目标，我国科学家为“夸父一号”配备了三件“神器”：全日面矢量磁像仪、硬X射线成像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜。这三台载荷协同作战，使我们首次能在一颗卫星上，实现对太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射“前因后果”的全程同步观测。

目前，太阳正处于第25活动周的高峰期，“夸父一号”将继续坚守岗位，揭开更多关于太阳的奥秘。此次发表在国际顶尖天文学期刊《天体物理学杂志快报》上的成果，正是它献给千日纪念的一份厚礼。

2024年10月3日，夸父一号莱曼阿尔法太阳望远镜（LST）载荷记录的X9级大爆发，这是太阳第25活动周迄今最强爆发(“夸父一号”团队供图)

2024年10月3日，太阳出现X9级大爆发，夸父一号硬X射线成像仪（HXI）获得的硬X射线动态能谱图(“夸父一号”团队供图)

谈及“夸父一号”已取得的成果和未来的期待，苏杨研究员对蝌蚪君表(biǎo)示(shì)，“夸(kuā)父(fù)一(yī)号(hào)”已(yǐ)观(guān)测(cè)到(dào)数(shù)以(yǐ)千(qiān)计(jì)的(de)大(dà)大(dà)小(xiǎo)小(xiǎo)的(de)爆(bào)发(fā)活(huó)动(dòng)，在(zài)白(bái)光(guāng)耀(yào)斑(bān)、莱(lái)曼(màn)阿(ā)尔(ěr)法(fǎ)爆(bào)发(fā)特(tè)性(xìng)、高(gāo)能(néng)电子属性、太阳X射线各向异性等方面取得了重要的成果，同卫星相关的工程技术和前沿研究文章总数超过了150篇。苏杨研究员还表示“夸父一号”将持续观测和记录更丰富的资料，并联合我国“羲和号”等国内外的其他设备，有望在太阳爆发活动本质的理解上获得突破。（刘允）

参考信息

http://pmo.cas.cn/xwdt2019/kyjz2019/202507/t20250705_7880244.html

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/addf2f

https://www.cas.cn/zt/kjzt/cxcg/kfyh/

http://aso-s.pmo.ac.cn/

审(shěn)核(hé)：“夸父一号”HXI载荷科学家、中国科学院紫金山天文台研究员苏杨