当然，太阳的光和热使地球上的生命成为可能，它的引力将我们整个太阳系维系在一起。但我们最近的这颗恒星仍然充满了令人惊讶的谜团。
例如，科学家们仍然不知道为什么它的磁活动会以11年的太阳周期波动。或者强大的太阳耀斑会如何导致卫星失效、干扰GPS系统，以及烧毁地球上的电网。
他们知道的是，太阳黑子——那些随机分布在太阳表面的暗斑——是这个谜团的关键部分。9月份，一个国际科学家团队首次能够展示出太阳内部的磁活动是如何导致太阳黑子形成的。并且揭示了能量是如何在等离子体喷流和爆炸中释放出来的，这些现象与强大的太阳耀斑相似。
什么是太阳黑子？
太阳黑子很容易被识别为太阳表面的斑点。自20世纪初以来，科学家们就知道太阳黑子实际上是强磁力线的束——磁力线的移动方向是磁力的方向。它们的大小可以和行星一样大。“太阳黑子是太阳最重要的组成部分之一，”日本国立天文台的科学家Shin Toriumi说。
为了深入研究太阳黑子并弄清楚它们的工作原理，Toriumi和同事们结合了日本国立天文台的太空望远镜Hinode太阳望远镜（它观测太阳表面）的数据，以及美国宇航局的IRIS（一个观测太阳色球层——其大气中层的气态层）的数据。利用从两台望远镜收集到的观测数据，他们使用了美国宇航局的Pleiades超级计算机来运行数值模型，模拟了太阳黑子的形成过程。结果使得科学家们能够观察到太阳两个层之间前所未有的相互作用。
太阳黑子是如何工作的？
结合的数据集显示，太阳内部的磁力线如何以称为“孔”的小束出现在表面。当其中两个“孔”相互靠近时，它们会将它们之间的等离子体挤压成一个称为“亮桥”的长结构。最终，随着挤压的持续，这些“亮桥”会合并成一个单一的大型太阳黑子。
磁力线断裂和重连的过程会触发剧烈的爆炸，导致等离子体喷射到大气中。磁力线也可以触发更大的太阳耀斑。太阳耀斑是太阳系中最大的爆炸，它们如此强大，以至于实际上会破坏我们地球上的技术基础设施。耀斑产生的X射线会干扰无线电通信，紫外线辐射会增加近地轨道卫星的阻力，而无线电辐射实际上会使GPS测量变得不那么精确。
“数据模拟允许你连接你可以观测到的层和你下方（太阳内部）正在发生的事情，”大气研究大学联盟高空天文台的太阳物理学家Matthias Rempel说。
它们能预测太阳耀斑吗？
Toriumi说，对这些小型等离子体喷流和爆炸的观测是朝着更好地理解破坏性太阳耀斑迈出的一步。“基本物理原理是相同的，”他说。由于两者都是由太阳黑子引起的，研究人员有一天可能能够找出如何更好地保护卫星和无线电通信免受太阳耀斑的影响。是的，也包括你的GPS。
该团队下一步希望通过观测色球层中的磁力线来更好地理解磁重联，这是日本计划中的“Solar-C”空间望远镜的关键任务。
