对NASA帕克太阳探测器数据的最新分析显示，质子与重离子在太阳磁重联事件中的加速行为存在显著差异，提示太空天气背后的物理过程可能比现有理论模型更为复杂。
研究团队利用帕克太阳探测器在近太阳区域获取的数据，对磁重联过程中的粒子加速进行了详细分析。磁重联被认为是将磁能转化为爆发性动能的关键机制，可驱动多种太阳活动，并触发影响地球空间环境的太空天气事件。
根据研究结果，在磁重联过程中获得能量的质子和重离子并非以相同方式响应这一过程。观测显示，重离子在被加速后更倾向于以类似“激光束”的方式沿相对狭窄的方向射出，而质子则会激发波动并发生更强烈的散射，使后续粒子呈现更为分散、类似“手电筒”的辐射模式。
参与研究的西南研究所及德克萨斯大学圣安东尼奥分校研究员 Mihir Desai 表示，新数据与现有模型中“所有粒子响应相似”的假设不符。数据显示，质子和重离子呈现出截然不同的能谱特征：质子产生的波动更有效地散射自身，而重离子则在保持束状传播的同时，较好地保留了其在加速阶段形成的能谱形态。
研究指出，磁重联是一种在宇宙中广泛存在的物理现象，磁力线在其中汇聚、断裂并重新连接。在太阳上，这一过程能够为粒子提供能量并形成高速流，进而驱动太阳耀斑和日冕物质抛射等事件。这类太空天气活动会扰动地球周围的空间环境，一方面产生极光等可见效应，另一方面也可能对电力系统、卫星通信以及导航系统的正常运行构成干扰。
研究人员强调，厘清磁重联如何加速不同粒子，对改进危险太空天气事件的预测能力，以及保护地球和太空中的生命与技术资产具有重要意义。Desai 称，最新观测结果表明，太阳内部的“磁引擎”结构和运行方式比此前认识更为复杂，而太阳本身可视作一个可近距离观测的天然实验室，用于研究粒子加速和磁场断裂等高能物理过程，这些过程也与黑洞、超新星等宇宙剧烈事件相关。
相关研究成果已于3月31日发表在《天体物理学快报》上。论文题为《近太阳日球电流片中磁重联对质子和重离子的加速》，作者为 M.I. Desai 等，刊登于《天体物理学杂志》第1000卷第300页，doi：10.3847/1538-4357/ae48f2。
