“夸父”让白光耀斑“无所遁形”丨科技前线

自“夸父一号”卫星（ASO-S）发射一年多以来，它所搭载的白光太阳望远镜（WST/ASO-S）已经观测到了100多例太阳白光耀斑，由此揭示，太阳白光耀斑并不像之前人们认识到的那样罕见。

白光耀斑是指在可见光连续谱辐射表现出增强的一类耀斑。白光耀斑通常被分为两类：I类白光耀斑表现出氢原子的巴尔末（Balmer）连续谱辐射增加以及出现巴尔末（Balmer）谱线增强，其白光辐射与硬X射线辐射存在较好的相关性；II类白光耀斑则没有这些特征。

由于白光耀斑通常能量较高，所以它们的出现会对空间天气甚至人类活动产生影响，如造成地面通讯故障或中断、干扰航天器正常运行以及威胁宇航员安全等。

但截至目前，白光耀斑的能量过程和辐射机制等依然不清楚，而且恒星耀斑通常都是白光耀斑，与太阳白光耀斑具有相似性。所以，研究白光耀斑对空间天气预报及恒星耀斑研究都具有十分重要的科学意义。

从1859年人类观测到第一例太阳耀斑——卡林顿耀斑，到“夸父一号”卫星（ASO-S）上天之前，仅有300例左右的太阳白光耀斑事件被报道，这对于一个太阳活动周（平均11年）爆发几万次耀斑来说数量极低。

▲卡林顿及卡林顿白光耀斑（来自网络）

360nm波段是I类白光耀斑出现的主要波段，白光太阳望远镜（WST/ASO-S）自然要“锁死”这个波段，并且这是首次在360nm波段进行空间连续观测。

常规观测时，白光太阳望远镜（WST/ASO-S）每2分钟对全日面进行一次成像，视场覆盖1.2个太阳半径，空间分辨率为3"-4"；当有白光耀斑爆发时，白光太阳望远镜（WST/ASO-S）会自动进入爆发模式，以1秒或2秒的时间分辨率对日面局部区域进行快速成像。

“夸父一号”卫星（ASO-S）团队通过对2022年10月至2023年5月发生的205个能量较高的耀斑进行分析，识别出49个白光耀斑，白光耀斑的发生率为24%，远高于此前观测到的数据。不仅如此，研究人员还给出了白光耀斑的一些基本参数，包括白光持续时间、白光增亮面积、单个像素最大增幅以及平均增幅等。

随着太阳活动峰年的到来，越来越多的耀斑被识别为白光耀斑。截至2023年12月底，已有120余例白光耀斑被白光太阳望远镜（WST/ASO-S）观测到，这为探究白光耀斑的物理本质提供了绝佳的样本。

这些观测数据表明白光耀斑并不罕见。

▲耀斑环实际观测图（来源：中国科学院紫金山天文台）

观测同时发现，耀斑白光辐射出现的地点并不固定。一般来说，白光辐射主要出现在耀斑环足点，即通常位于太阳色球层的耀斑环的两个端点。但也有特例被白光太阳望远镜（WST/ASO-S）捕捉到。2023年8月7日，它就捕捉到一个边缘X1.5耀斑环上的白光连续谱辐射，这种耀斑环上的巴尔末（Balmer）连续谱辐射现象还从未被报道过。

▲2023年8月7日X1.5耀斑的多波段成像

▲2023年12月14日X2.8耀斑的白光太阳望远镜（WST/ASO-S）高时间分辨率观测

除了从白光太阳望远镜（WST/ASO-S）观测数据入手，“夸父一号”卫星（ASO-S）团队还借助先进的辐射动力学模拟对360nm白光耀斑进行探究。

随着第25个太阳活动周峰年的临近，“夸父一号”卫星（ASO-S）团队将继续结合其他卫星的多波段观测，以期全面理解白光耀斑，尤其是X级大耀斑的能量过程和辐射特性，为我国空间天气预报提供理论依据。