虽然许多研究比较了受限和爆发的太阳耀斑的磁性，但很少有人考虑受限耀斑的热力学性质，与爆发的耀斑相比就更少了。

科罗拉多大学博尔德分校天体物理与行星科学系的助理教授玛丽亚·卡扎琴科(Maria Kazachenko)是探索这一主题的少数人之一。在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中，她进行了一项研究，量化了数百个太阳耀斑的热力学和磁性。

太阳耀斑是来自太阳的电磁辐射的巨大爆炸。当储存在磁场中的能量(通常在太阳黑子上方)突然释放时，就会发生这种情况。一些耀斑涉及日冕物质抛射(CME)，其中大量带电粒子或等离子体被抛出。

这项研究的一些结果证实了早期调查的结果。然而，这篇论文也包含了新的信息，表明受限的耀斑，或者没有相关CME的耀斑，在加速粒子方面可能更有效，因此也会产生电离辐射。

太阳耀斑是由太阳的磁场引起的，在被称为太阳黑子的黑暗区域，磁场最强。当不活动时，这些字段看起来像循环。然而，当太阳的地下流开始剪切和扭曲与它们相连的太阳黑子时，磁场也会被扭曲。

“你可以把它想象成一根橡皮筋，然后开始扭曲，”卡扎琴科解释说。“在某个时候，你切断了它，然后……能量就会释放出来，你的手就会被咔嚓一下。”

就像橡皮筋的弹性能在被切断时被释放一样，太阳的一小部分磁能在一个叫做磁重联的过程中被释放出来。磁重联可以采取不同的形式，但“最简单的一种配置，”卡扎琴科说，“是当你有两条相反方向的磁场线相互推动时……磁场可能突然改变它们的配置并释放出巨大的能量，类似于橡皮筋突然被切断。”

磁重联过程中释放的自由磁能储存在等离子体电流中。电流产生磁场，就像在电磁铁中看到的那样，在太阳等离子体内移动的带电粒子也有类似的功能。

虽然一些太阳耀斑与日冕物质抛射有关，但其他的则不是。日冕物质抛射出太阳大气层，进入太空。如果太阳耀斑与日冕物质抛射有关，就被认为是爆发性的;如果没有相关的CME，则被认为是受限的。然而，两者之间的区别远不止于此，因为决定耀斑是受限制还是爆发的机制也可能决定磁场重新连接的速度以及它将发射多少硬x射线和伽马射线辐射。

顾名思义，受限制的耀斑由于受限制的影响而无法逃离太阳的大气层。这些影响，被称为带状磁场，也是磁性的。由于这个原因，具有更多磁通量的活跃区域也有更强的带状带场，因此不太可能爆发。

根据Kazachenko的说法，这解释了为什么她研究的受限耀斑温度更高，并且比具有相同峰值x射线通量的爆发耀斑更快地经历了重联:“在受限耀斑中，重联发生在更低的地方，因为活跃区域有一个非常强大的带状场，不允许结构上升……磁场更强，所以重联进行得更快。”

虽然更快的重联的意义可能不会立即明显，但研究论文解释说，“随着更高的重联率导致更多的离子和电子加速，大型受限耀斑可能比爆发耀斑更有效地产生电离电磁辐射。”

这并不是说在受限耀斑重联期间会释放更多的能量;事实上，爆发耀斑与受限耀斑具有相同数量的重连通量。相反，由于能量在受限的耀斑中释放得更快，它们可能更有效地加速来自太阳等离子体的离子和电子。

说到太空天气，日冕物质抛射和它们引起的地磁风暴通常最受关注。这是有充分理由的:虽然日冕物质抛射很少到达地球，但一旦到达，后果将是可怕的。

在最坏的情况下，地磁风暴会损坏或摧毁电力传输设备，导致大规模停电。此外，这样的风暴会破坏某些类型的通信，损坏卫星硬件，并使宇航员和高空飞行员暴露在潜在的致命辐射中。虽然这些只是预测，但它们的证据部分是基于1859年的地磁风暴，那次地磁风暴产生了明显的影响，在电报站引起了火花和火灾。

像Kazachenko这样的研究有助于更广泛地了解太阳耀斑是如何工作的，这可能有一天让科学家更准确地预测它们何时会发生，从而避免地磁风暴的最坏后果，让人们有时间采取预防措施。然而，她的研究也有更广泛的含义。

“其他恒星上发生了什么?”Kazachenko问道。“那里有照明弹吗?”那里有日冕物质抛射吗?从最近的研究来看，那里似乎有成千上万的耀斑，但cme，日冕物质抛射，很难确定。”

虽然有可能像太阳这样的恒星会定期经历cme，而科学家和研究人员只是无法探测到其中的大多数，但目前的证据表明，在其他太阳系的空间天气中，受限的耀斑比在这个太阳系中发挥的作用更大。由于这个原因，看起来影响较小的太阳耀斑可能决定了系外行星是否适合居住——这是天文学家寻找适合殖民的系外行星的主要兴趣。

卡扎琴科说:“所以，这是一个非常基本的问题，不仅是为了我们设备的安全，也是为了了解其他星球。”

虽然Kazachenko已经发现了局限太阳耀斑的独特特性，但她说，还有很多工作要做。她的研究表明，与爆发的耀斑相比，受限的耀斑能更快地重新连接磁场，并可能更有效地加速带电粒子，但这些粒子的特性不在其研究范围之内。

卡扎琴科说，应该进行后续研究。“你真正看到的是两组耀斑中粒子加速的统计总体……但这就是我认为未来的所在:不仅仅是高度详细地观察一个单一事件，而是从我们现在从许多不同的卫星上获得的惊人观察中受益，比如美国宇航局和欧洲航天局发射的新卫星太阳轨道器。”