近日，日地空间物理研究团队在关于太阳耀斑极紫外辐射的研究中取得重要进展。该项研究以“Extreme-Ultraviolet Late Phase of Solar Flares”为题发表于天体物理顶级期刊《Astrophysical Journal》，并入选RHESSI卫星 “科学金块” (RHESSI Science Nugget)。RHESSI卫星致力于探测太阳耀斑的X射线和伽马射线辐射。

  太阳耀斑通常在软X射线波段产生一个流量峰，称为耀斑“主相”。主相期间耀斑附近的等离子体被迅速加热到上千万度，各波段峰值时间接近；之后X射线流量衰减，等离子体温度也逐渐冷却到日冕背景温度——约1百万度。太阳动力学观测站SDO卫星上测量太阳极紫外辐射的EVE仪器发现有些耀斑主相后约几十分钟在一些中等温度的极紫外发射线存在第二个峰，称为“极紫外后相”（图1）。最典型的是失去15个电子的铁离子在波长为33.5 nm 的发射线，其形成温度约2.5 百万度。一些零星的个例分析发现，主相的色球耀斑带通常为环形，连接主相耀斑带和远处孤立耀斑带的大尺度冕环系统与极紫外后相有关。后相的成因是由于这一大尺度环系的缓慢冷却还是由于二次加热？目前尚在争论之中。由于太阳极紫外辐射直接作用于地球高层大气，可影响卫星寿命、无线电通讯和卫星导航等，极紫外后相一经发现就引起了广泛关注。

图1：一个典型的极紫外后相耀斑的光变曲线。黑色和金色分别显示耀斑区域和太阳上总的33.5 nm辐射通量的变化率；紫红色显示太阳0.1-0.8 nm辐射通量。

图2（左）：耀斑主相区域与后相区域面积之比与主、后相峰值延迟时间的对比；（右）：Hopkins统计与主、后相峰值延迟时间的对比。Hopkins统计接近1表明主、后相区域明显分离，Hopkins统计接近0.5则表明主、后相区域交错。

图3：理论估算冷却时间与实际观测到的主、后相峰值延迟时间对比。

  研究团队系统考察了2010-2014年间55个伴随极紫外后相的耀斑，意外发现其中有相当数量的双带耀斑（23个），而环形耀斑仅19个，其余事件的耀斑带形状较为复杂。样本中48%的双带耀斑和37%的环形耀斑伴随“超强极紫外后相”，即后相峰值超越主相，这被认为是存在额外加热过程的证据。然而，由于后相区域的尺度普遍大于主相区域（图2左图），且与主相区域相分离（图2右图），大部分事件中主、后相峰值延迟时间与等离子体冷却模型估算的时间相仿（图3）。统计结果表明以热传导和热辐射为主的冷却机制可能在极紫外后相的产生中占主导地位，但是双带耀斑比环形耀斑更有可能包含额外的加热机制。这一成果更新了我们对于极紫外后相的认知。

  这项研究得到国家自然科学基金的资助。我院博士生陈俊为论文的第一作者，刘睿教授为通讯作者。