欧洲空间局（ESA）的太阳探测器（Solar Orbiter）任务近期取得重大突破，成功将高能电子流分为两种截然不同的类型。这一发现为理解空间天气现象提供了关键洞察，有望彻底改变科学家预测和应对太阳活动风险的方式。该研究利用了太阳探测器近距离观测太阳的独特能力，能够将这些高能粒子追溯到其在太阳表面的起源。
数十年来，科学家们一直知道太阳是一个强大的粒子加速器，但太阳高能电子（SEEs）的确切来源和加速机制一直难以捉摸。太阳探测器，作为ESA与NASA的联合任务，在2020年11月至2022年12月期间观测了超过300次SEE爆发。这些数据是在比以往任何任务都更接近太阳的地方收集的，使得研究人员能够将电子追溯到两种不同的太阳现象：脉冲式太阳耀斑和渐进式日冕物质抛射（CMEs）。
太阳耀斑是局部爆发性事件，会产生快速、强烈的电子流爆发。相比之下，CMEs是等离子体和磁场的巨大喷发，会导致更渐进的粒子释放。太阳探测器的仪器使其能够从近太阳表面最早的可探测阶段追踪电子粒子，提供了一个“原始”的测量环境。这种近距离观测使得精确确定这些电子的来源地和来源时间成为可能，这是以往任务无法实现的。
该任务还解决了观测到的太阳事件与太空中高能电子探测之间的时间延迟问题。这些延迟有时长达数小时，现在被理解为不仅源于电子释放的延迟，还源于电子在湍流太阳风中复杂的旅程。太阳风是带电粒子持续的流出，携带太阳的磁场，并导致电子被散射和偏转，从而使它们的探测和到达时间变得复杂。
太阳探测器的多仪器、多距离观测策略有效地将源特征与传输效应分离开来。通过测量太阳与地球之间不同点的SEE事件，该任务提供了对高能粒子如何演变的更全面理解。这项研究对空间天气预报具有深远影响，特别是对于可能损坏卫星和对宇航员构成辐射危害的CME相关粒子涌。
这些研究成果被汇编成公开可用的CoSEE-Cat目录，是欧洲和美国团队广泛合作的结果。欧洲空间局未来的任务，如计划于2031年发射的Vigil任务，将通过提供连续的太阳侧面观测来补充太阳探测器的工作。Vigil旨在更早地探测危险的太阳爆发，从而实现更强大的空间天气预警系统。这些任务共同构成了一个监测日地环境的综合方法，增强了我们对太阳风暴和高能粒子事件的理解。随着对太空基础设施的依赖日益增长，准确预测这些现象对于保护技术、通信网络和载人航天探索至关重要。太阳探测器的发现标志着日球物理学的一次重大飞跃，展示了近距离太阳观测在解码太阳对太阳系复杂影响方面的巨大价值。例如，IBM和NASA合作推出的“Surya”人工智能模型，能够分析高分辨率太阳观测数据，预测太阳活动对地球和太空技术的影响，这标志着利用人工智能提升空间天气预报能力的新方向。