近日，紫金山天文台太阳活动的多波段观测研究团组张擎旻副研究员受邀针对环形耀斑及其相关活动撰写了综述文章，全面总结和梳理了国内外过去15年来在太阳环形耀斑研究方面取得的新进展（包括观测、理论和数值模拟），相关成果以Circular-ribbon flares and the related activities为题，在线发表在《现代等离子体物理综述》(Reviews of Modern Plasma Physics)上。

相对于普通的双带耀斑，环形耀斑是太阳大气中一类特殊的耀斑。由于其三维磁结构通常包含磁零点(B=0)和对应的脊线-扇面，环形耀斑在色球和过渡区的增亮一般由内部较短的亮带和环绕它的圆形或椭圆形亮带组成。如果外脊线不是开放磁力线，而是连接到远处某个地方，那么耀斑带增亮的同时也伴随远端增亮（图1），耀斑在中等温度（两三百万度）的辐射也容易出现第二个峰值，即极紫外晚相。远端增亮和极紫外晚相在普通双带耀斑中并不常见。

理论研究表明，零点附近的脊线重联或扇面重联是环形耀斑能量释放和粒子加速的主要机制。三维准分界层上的磁重联可以很好地解释环形带沿顺时针或逆时针方向的依次增亮。环形耀斑在多个波段和多个高度的光变曲线经常呈现周期性或准周期性的演化特性，这与非热粒子的（准）周期性加速、传输以及在低层大气的注入密切相关。光谱观测显示，类似于双带耀斑，环形耀斑带也存在爆发式色球蒸发或凝聚现象。 

由于磁零点、脊线和扇面结构的特殊性和稳定性，同一个活动区通常重复产生多次环形耀斑，即同源耀斑。定量计算表明，这些同源耀斑不仅有相似的形态和演化，不同能量成分的比重也很相似。环形耀斑并非孤立现象，而是经常伴随暗条或微暗条爆发、日冕喷流、射电III型暴、日冕物质抛射(CME)、激波、日冕暗化、冕环及暗条振荡等现象。详细的统计研究表明，大多数环形耀斑是受限耀斑，意味着它们的磁结构像一个笼子一样，对于底部暗条有很强的约束作用，难以产生CME。

环形耀斑研究中，如何将三维磁重联理论和观测相联系起来，以及粒子加速机制是亟待解决的关键科学问题。磁流体力学模拟和PIC粒子模拟是重要的解决途径。随着国内外先进的多波段、多视角、高分辨率观测设备相继投入使用，这些观测数据的有机结合可能会带来新突破，对全面深入理解太阳耀斑甚至恒星耀斑都有重要的意义。

该研究工作得到国家自然科学基金委员会，中国科学院和科技部以及江苏省等项目的支持。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s41614-024-00144-9