“夸父一號”揭示高能C級太陽耀斑中的反常電子加速行為

7月5日，我國首顆綜合性太陽觀測專用衛星“夸父一號”在軌運行滿1000天，正在持續積累太陽活動第25周高峰期的太陽爆發觀測數據。近日，中國科學院紫金山天文臺“夸父一號”科學團隊利用硬X射線成像儀載荷的觀測數據，探討了高能C級耀斑的統計屬性，發現了不同于傳統認知的反常電子加速特性，為理解太陽爆發中的電子加速和能量釋放機制提供了新視角。這一發現是“夸父一號”衛星“一磁兩暴”（太陽磁場、耀斑、日冕物質拋射及其本質關聯）核心科學目標的重要進展。

有研究表明，耀斑與日冕物質拋射通常如影隨形，且耀斑級別越高，兩者關聯性越強。對于X級大爆發，這個關聯性接近100%。同時，日冕物質拋射的加速過程也往往和表征高能電子的硬X射線流量曲線有較高的一致性。因此，高效的電子加速以及高達數百keV甚至MeV以上的電子出現在X級耀斑中并不奇怪。但是，近些年的觀測發現，電子加速在部分低級別耀斑中也可以很高效。目前，關于這類耀斑缺少系統性認知。

該研究聚焦于高能C級耀斑即明顯具有高能電子的中小規模太陽爆發。研究通過自主開發的耀斑識別算法，在2022年12月至2024年10月硬X射線成像儀數據中找到1331個C級耀斑，其中127例是具有大于30 keV硬X射線輻射的高能C級耀斑。相比其他C級耀斑，它們表現出更顯著的電子加速和更高能的輻射。研究剖析了該類耀斑的統計屬性，發現其軟X射線輻射與30 keV以上硬X射線輻射無明顯相關性，且隨著耀斑級別降低，電子加速效率未顯著下降。

進一步，該研究統計對比了此類耀斑與其他多波段觀測特征的關聯性，包括噴流、射電III型暴、日冕物質拋射和360 nm輻射增強。根據以往統計研究結果，C級耀斑有伴隨日冕物質拋射的占比可達20%，研究預測高能C級耀斑有伴隨日冕物質拋射的占比應更高。但是，127例高能C級耀斑事件中僅有5例伴隨有日冕物質拋射，且均是噴流相關的窄日冕物質拋射。這提示，高能C級耀斑不能用標準爆發模型來解釋，且其中高效的電子加速成因可能與其非爆發型的磁場結構相關。

上述研究為理解太陽電子加速機制和耀斑-日冕物質拋射本質關聯提供了新線索。

相關研究成果發表在《天體物理學雜志快報》上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項（B類）等的支持。

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