日本东京大学计算机科学和物理学教授田智前
Ⅰ 武道上都是在哪个势力的
大唐啊
Ⅱ 磁重联的基本概念
太阳大气层中的突然爆炸，在短短几分钟内释放出相当于数十亿颗原子弹的能量。耀斑的起因是太阳磁场突发的重新排布。这些磁场从太阳表面向上拱起，可以通过在磁场束缚下的发光气体来追寻它们的踪迹。
03年10月底11月初，科学家目睹了一场有记录以来最大的太阳耀斑(solar flare）爆发。这些带电粒子大规模地倾泻而出，即使在地球以及地球周围的空间里也显而易见——这里距离源头整整有1.5亿千米远。举例来说，突击到我们邻近空间中的粒子，它们的轰击有时会非常强大，以至于许多科学卫星和通信卫星不得不暂时关闭，少数还遭到永久性的损伤。同样，国际空间站的宇航员也面临着危险，不得不到空间站上防护相对较好的服务舱中寻求庇护。在地球上，定期航班避开了高空航线，因为在那里，飞行员可能会遇到无线电通讯方面的问题，乘客和乘务人员可能吸收到的辐射剂量令人担忧。电网也不得不严格监控电涌(surge）。尽管有了这些努力，瑞典南部的5万户居民还是短暂地失去了电力供应。
幸运的是，即使与最糟糕的太阳风暴狭路相逢，地球的磁场和大气层也可以保护地球上绝大多数的人免遭蹂躏。但是社会对科技的依赖日益加深，使得在某种程度上，几乎每个人都容易遭受攻击[参见《科学美国人》2001年4月号詹姆斯·L·伯奇所著《太空风暴的怒吼》一文。在大耀斑爆发的过程中，最大的潜在破坏来自那些高速射离太阳外层大气的物质——在空间物理学家的术语中，它们被称为“日冕物质抛射（coronal mass ejections）”。其中一些抛射事件会将巨量的电离气体送入与地球相撞的轨道中，就像2003年多次异常巨大的耀斑爆发那样。 科学家基本都同意，耀斑所释放的能量最初一定被贮存在太阳的磁场之中。这个猜测来源于这样一个事实：耀斑都是从太阳表面那些所谓的“活跃区域”中爆发出来的，那里的太阳磁场远远强于平均水平。太阳黑子（sunspot）的存在使这些区域最容易被辨认出来。看似黑暗的斑块包含着太阳上最剧烈的磁场。在这些区域中，磁力线从表面延伸到太阳的外层大气——日冕（corona）之中，向上弯起，形成宽阔的磁拱（译注：磁拱，即磁力线弯成环形所构成的拱门状结构），其中束缚着“炽热”的气体——我是说真正的炽热：高达几百万开尔文（kelvin，热力学温标，一开尔文等于一摄氏度，但开尔文温标的零点等于-273.15摄氏度）。这样的温度高得足以使被困的气体发射出远紫外线辐射和X射线[参见《科学美国人》2001年6月号博拉·N·德维韦迪和肯尼思·J·H·菲利普斯所著《太阳耀斑的矛盾》一文]。活动区域中偶尔爆发的耀斑就起源于这样的磁场构造，这种构造使磁拱中的气体温度被加热到异乎寻常的高——在1,000万到4,000万开尔文之间。
除了耀斑和强磁场之间的大致联系以外，这些活动的运作过程始终非常模糊。例如，天文学家渐渐地了解到，与耀斑牵扯在一起的磁拱和炽热气体，与活动区域其他位置的构造虽然看起来非常相似，但它们之间也许存在着相当大的差异。近14年前，这种差异的第一个标志在日本阳光号（Yohkoh）卫星所做的测量中崭露头角。阳光号所拍摄的太阳耀斑照片，探测波长可以延伸到中高能X射线的范围，这使它成为了第一艘有能力看到超炽热气体的空间探测器。在它观测的一些事件中，磁拱的顶部出现了一个奇怪的尖角，尖顶式外形就像哥特式拱门（Gothic arch）一样，而通常的磁拱顶部是圆弧形的。
在检查阳光号拍摄的照片时，当年日本东京大学的一位研究生增田智（Satoshi Masuda）发现，1992年出现的一个耀斑的尖顶区域，发出了一团异常巨大的、能量较高（波长较短）的X射线。他推断，源头是一团异常炽热的气体（温度约为1亿开尔文），这样才会在波长较短的X射线波段中明亮地发光。或者，某些东西可能已经将这片区域中的电子加速到极快的程度，当它们撞上周围气体中的离子，突然减速时，就会发出X射线。 两种可能性中的任何一种都令人费解。如果这种气体确实那么灼热，那它是如何被限制在这么小的一个点上？假如X射线来源于被加速的电子与离子的冲撞，那为什么这些辐射会从磁拱顶部附近一个致密的源头发出，而不是刚好从气体密度最高的底部发出呢？
为了解开这些谜题，空间物理学家需要一些测量方法，将炽热气体和被加速电子的效果区分开。而且，为了理解相应的活动是何时何地发生的，他们需要在整个X射线和伽马射线波段中，频繁地拍摄太阳辐射的照片。增田智发现那团X射线以后的近十年中，观测信息的缺乏一直阻碍着研究者，直到2002年，美国航空航天局（NASA）发射了拉马第高能太阳分光镜成像探测器（Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager，简称RHESSI），它已经在某些耀斑中拍到了尖顶区域的精细图像。通过这些观测，RHESSI提供了令人信服，而且是确凿无疑的决定性证据。它证实了磁重联就是产生耀斑和日冕物质抛射的原因。
-耀斑后环即耀斑出现之后的磁拱，有时会在顶部出现一个明显的尖角。发光气体的这种几何形状，反映出这部分磁场的收缩过程。这种收缩可以引发磁重联，这正是驱动耀斑爆发所必需的。它们可以在之后的几天内，一直维持着明显的形态。
