对于我们来说，太阳是生命之源。如果没有太阳，就不会有今天的生物圈。

但是，从另一个方面讲，太阳有时候也会有比较邪恶的一面。它所释放的辐射，同样也给地球生物带来了巨大的麻烦。而太阳的辐射又随着太阳活动的强弱而不断变化，因此，如何准确地理解太阳活动的规律，对于我们来说至关重要。

太阳的两面

（图片说明：太阳表面的活动极为剧烈，影响着整个太阳系的天体和地球的生物生存）

人类已经打造了许多研究太阳的设备，其中不少都是专门对太阳活动进行研究的。2010年，NASA发射了 太阳动力学观测站 （SDO），旨在对太阳的 磁场的产生 、 磁场结构 、 太阳耀斑 等活动的研究。

从发射到现在，SDO利用了整整十年的数据，开发出了一个新的模型。在这个新的模型下， 科学家成功对上一个太阳周期的9次耀斑完成了7次预测 。

耀斑，是太阳表面一种非常剧烈的爆发性活动，能够瞬时大幅加热，因此看起来更加明亮耀眼。并且，耀斑还会释放大量的能量，同时伴随着强大的电磁辐射，射出大量高能粒子。长时间来，科学家们一直尝试对耀斑进行预测，而这一次的准确率可以说是非常巨大的进步。

（图片说明：令人震撼的太阳耀斑）

根据SDO在十年之间对太阳磁场的观测数据，日本名古屋大学宇宙地球环境研究所所长Kanya Kusano带领着他的团队，建立了一个新的模型，他们称之为 k-scheme ，其主要功能就是预测耀斑的出现。经过他们的努力，k-scheme模型的预测成功率，实现了巨大的突破。

k-scheme模型

在预言耀斑的时候，太阳黑子是最重要的参考之一。和耀斑恰恰相反，黑子区域温度相比周围环境要低一些，所以我们看起来比较暗。但是，如果单独看黑子的区域，温度也有几千摄氏度，同样极其耀眼。科学家指出： 太阳耀斑的出现必然伴随着太阳黑子的打头阵 。因此，在预测耀斑时，他们势必要参考太阳的黑子活动。

（图片说明：2014年10月17-29日，巨大的太阳黑子AR 2192的动画）

他们对2008年至2019年（也就是第24太阳周期）的最强级别的耀斑（即X级耀斑）进行了分析，结果发现，这个模型成功地对大部分耀斑实现了预言功能，只有少部分局限性的耀斑是例外。

在达到了预期目标后，他们兴奋地将论文发表在了7月30日的《科学》杂志上，向我们介绍说：“在大部分情况下，这个模型都可以标记出在20个小时之内即将爆发耀斑的区域。这个方法还能精确地告诉我们耀斑爆发的位置，及其规模会有多大。”

那么，既然我们已经在一定程度上实现了对耀斑的追根溯源和提前预测，那么科学家是否找到了耀斑产生的内在原因呢？

（图片说明：太阳动力学观测站在2012年7月6日拍摄到的一次X级耀斑）

太阳耀斑的产生

该团队为我们描述了他们认为耀斑的产生过程：

1. 由于太阳的赤道部分自转速度比两极更快，这会导致太阳内部磁力线出现扭曲 ，形成扭绞的磁场

2. 这些磁场线包含着非常巨大的能量，并且会形成非常不稳定的拱门形状，这就是耀斑产生的预兆之一

3. 磁场线在高度扭曲的情况下，两个相邻的“拱门”逐渐扩散并且相接，变成了“金拱门”那样圆滑的M型结构

4. 在这个情况下，磁场线就会断裂并且重新联结，这就是 磁重联 现象的一种。由于这个结构并不稳定，这些磁场线中的巨大能量爆发出来，就形成了恐怖的X耀斑。

（图片说明：太阳上会发生多种磁重联现象，磁重联很可能是太阳活动根本原因，图示为另外一种磁重联的示意图）

“靠近太阳表面的磁极性反转线的扭绞磁场感应强度，决定了太阳耀斑可能出现的时间、地点以及规模。”研究团队向我们介绍说，“这个过程有点类似于雪崩。雪崩起始于一个小的裂缝，如果它出现在比较高的陡坡处，那么巨大的雪崩就可能在孕育了。”

在太阳耀斑产生的过程中，磁重联就是一次裂缝，虽然平时也经常出现，不过，一旦磁重联现象发生在太阳表面附近，就有可能导致巨大的耀斑出现；如果离表面比较远，能量就不足以引发耀斑。不过，即使是在第二种情况下，其能量也足以将物质抛出太阳表面，形成一种我们常见的太阳结构—— 日冕 。

（图片说明：巨大的太阳日冕，只有日食时或者利用特殊的探测器才能看到）

预测的偏差

Kusano指出：虽然自己的模型已经在很大程度上实现了对大型耀斑的预测，但仍不可避免地出现了一些假阳性和假阴性的错误报告。就像我们刚才说的，在9次X级耀斑中，他们只预测到了7个，还有2个没有预测到。值得注意的是，这2个耀斑的爆发区域要更加宽广，同时也并没有抛射出日冕来。这些因素，未来也会被加入到k-scheme模型中来，成为预测耀斑的重要参考。

（图片说明：根据SDO的数据绘制的太阳磁场线艺术图）

我们知道， 太阳活动的周期大约是11年 。在上一个周期，太阳一共产生了大约50个X级耀斑。这些耀斑如果朝向地球，就会对地球的电子设备产生巨大的干扰，甚至影响电网的运行。对于在太空中执行任务的宇航员来说，这更是增加了致癌的风险。因此，对于我们来说，如何把握太阳的活动变化、预测太阳的动态，都是非常重要的。

因此，以SDO为代表探测设备的存在就显得极为重要。每天， SDO都会在不同的波长下拍摄太阳的图像和视频，每0.75秒拍摄一次，全天收集到1.5T的数据，相当于380部完整的电影 。这对于科学家来说，都是非常宝贵的资料，是了解太阳的重要手段。

（图片说明：太阳辐射既给地球提供了能量，也威胁着地球生物的安全，幸而有地磁场的保护，我们才能生存下来）

作为距离地球最近的恒星，太阳是我们了解这种天体的绝佳对象，这是我们研究恒星时得天独厚的条件。同时，太阳对于生命的正反两方面意义，都值得我们深入探索。目前，人类已经有多个探测器在对太阳进行探索，希望科学家能够早日实现突破，破解太阳的谜题，因为它关系着我们每一个人的生存。