太阳轨道飞行器揭示太阳双引擎喷发宇宙电子的奥秘

通过追踪太阳电子暴与耀斑及爆发现象的关联，太阳轨道飞行器显著提升危险空间天气的预报能力。

由欧洲航天局主导的太阳轨道飞行器任务，成功将太阳喷射的高能电子洪流溯源至两个独立源头，标志着空间天气研究取得重大突破。作为太阳系最强大的粒子加速器，太阳能将电子加速至近光速并抛射至太空。这些被称为太阳高能电子（SEEs）的粒子，对宇宙环境形成具有关键作用。

数十年来，科学界虽推测SEEs源自不同类型的太阳爆发活动，但始终无法明确建立太空观测事件与太阳源头的关联。如今，太阳轨道飞行器首次提供了太空中测量到的电子与其太阳源头的直接证据。

研究显示，一类SEEs与强烈的太阳耀斑（太阳表面局部区域的爆炸性能量释放）相关，另一类则源于日冕物质抛射（CMEs） —— 太阳大气层中大规模的热气体喷发现象。"我们清晰观察到'脉冲型'与'渐进型'粒子事件的区别，"德国莱布尼茨天体物理研究所（AIP）首席作者亚历山大·瓦穆斯解释道，"前者通过耀斑爆发使高能电子瞬间脱离太阳表面，后者则与更持久的日冕物质抛射相关，会在较长时间内释放更广泛的粒子流。"

尽管两类SEEs的存在早已被认知，但太阳轨道飞行器的近距离观测使研究者建立了前所未有的关联。通过比以往探测器更接近太阳的飞行轨迹并动用十台仪器中的八台，该探测器在2020年11月至2022年12月期间记录了300多次事件。"唯有通过多仪器、多距离的数百次观测 —— 这是太阳轨道飞行器的独有优势 —— 我们才能识别和理解这两类事件，"瓦穆斯补充道，"近距离探测使我们能测量粒子'原始'早期状态，从而精准确定它们从太阳出发的时空坐标。"

AIP合著者弗雷德里克·舒勒强调该探测器的独特视角："这是首次清晰看见太空高能电子与太阳源发事件之间的直接关联。"研究还解释了长期谜题：为何电子常在太阳爆发后延迟出现。欧空局研究员劳拉·罗德里格斯-加西亚指出："这至少部分与电子穿越太空的方式有关 —— 可能是释放延迟，也可能是探测延迟。"

SEEs类型的区分对空间天气预报至关重要。日冕物质抛射尤其会引发高能粒子潮，可能损坏卫星、中断通信并威胁宇航员安全。"太阳轨道飞行器提供的认知将助力未来航天器防护，"欧空局项目科学家丹尼尔·穆勒表示，"让我们更深入理解威胁宇航员和卫星的太阳高能粒子。"

欧空局后续任务将延续此进展：2031年发射的"守护者"任务将从侧面监测太阳，提供危险事件提前预警；明年即将执行的"SMILE"任务将研究地球磁场对太阳风暴的响应机制。"太阳轨道飞行器让我们以前所未有的方式认识恒星，"穆勒总结道，"其首五年太空观测已积累大量太阳高能电子事件数据，使我们能开展深度分析并为全球学界构建独特数据库。"

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