安德鲁斯大学的最新研究显示，太阳耀斑中粒子的温度远超此前科学界的估算，部分离子温度甚至比原有认知高出6.5倍。这一发现为困扰天文学界半个世纪的太阳耀斑谜题提供了解释。

太阳边缘耀斑的规模与地球相当。图片来源：亚历山大·罗素（安德鲁斯大学）使用开源Python软件包SunPy及NASA太阳动力学观测台空间望远镜数据制作，数据由NASA EPIC团队提供。

太阳耀斑是太阳外大气层内猛烈的能量爆发事件，局部温度升高至超过一千万摄氏度。这些剧烈的活动会显著增加太阳X射线及辐射，影响地球上的航天器、宇航员以及地球上层大气的安全。

据该研究，传统观点认为太阳耀斑加热等离子体时，电子和离子的温度是一致的。然而，研究小组通过引入不同领域的近年发现，证实太阳耀斑对离子的加热远强于电子，离子的实际温度可高达6000多万度。

该研究主要负责人、圣安德鲁斯大学数学与统计学院太阳理论高级讲师亚历山大·拉塞尔（Dr. Alexander Russell）表示：“近期某种名为磁重联（magnetic reconnection）的物理过程被发现能使离子的加热效率达到电子的6.5倍。这一规律已在近地太空、太阳风及计算机模拟中多次被证实，但此前从未被应用于太阳耀斑研究。”

太阳耀斑。图片来源：由亚历山大·罗素（安德鲁斯大学）使用开源SunPy Python软件包制作，数据来自美国宇航局太阳动力学观测台空间望远镜（通过NASA EPIC团队获取）。

以往认为，耀斑中电子与离子的温度应该是相同的。然而，通过现代数据重新计算后，研究人员发现两者温度的巨大差异可以持续数十分钟，这首次让科学家有机会重新审视超高温离子对耀斑物理过程的影响。

这一最新的离子温度数据很好地解释了太阳耀斑光谱线的展宽现象，推动天体物理界长达近50年的困惑获得突破。自1970年代起，学界曾怀疑谱线展宽只可能是湍流造成，但具体湍流机制始终难以被定义。如今研究人员提出，离子温度的显著提升本身即可成为谱线展宽的重要原因，这将引发观测和理论研究范式的变革。

该成果已发表在2025年9月3日的《Astrophysical Journal Letters》杂志。作者包括亚历山大·J·B·拉塞尔、Vanessa Polito、Paola Testa、Bart De Pontieu和Sergey A. Belov。

编译自/ScitechDaily