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话说，很久以前，有一个人摆摊卖矛和盾，一边夸他的盾最坚固，什么东西也戳不破；一边又夸他的矛最锐利，什么东西都能刺进去。旁边摆瓜摊的人问他：“拿你的矛来刺你的盾，会怎样？”卖者被问得哑口无言，无话可答。这就是在中国人人皆知的千古悖论“自相矛盾”的故事。
不过，大家可能不知道的是，亿万年来，太阳活动区类似的矛盾大对决无时不在上演着。而在幕后操纵着一切的竟是太阳磁场。
磁场“矛”性的一面表现为太阳磁场就像是一个绷紧了的牛皮筋，弹性十足，使得缠绕在一起的磁场形成了一根极具爆发能力的磁绳。布满磁绳的太阳由此成了一颗活动恒星，是个十足的“愤青”。在太阳系里，这位“愤青”的老大常常发脾气、“打喷嚏”，喷出大量的物质，包括高速运动的太阳高能带电粒子流、等离子体和磁场，厉害的时候会喷地球一脸的粒子和磁场。
太阳磁绳爆发 | 图源：SOHO/LASCO/C3
所幸的是地球磁场筑起了一道道严密的防御网，努力保护着人类。我们都得特别感谢地球磁场，它是人类的忠诚卫士。这就是磁场“盾”性的一面。究其根源，是因为磁场拥有让带电粒子无法抗拒的魅力，以至于行进中的带电粒子邂逅磁场的时候，会情不自禁地围绕磁场翩翩起舞，忘记原来的行程。五颜六色的极光则是最好的伴舞！
左：模拟太阳活动区对等离子体磁绳的约束。磁场分成磁拱和“躺”在其中的磁绳 右：模拟太阳活动区——“人造太阳”｜图源：紫金山天文台，宿英娜（左）；Alexandre Bovet（右）
我们一般只知道太阳打喷嚏是太阳磁场惹的祸，但恰恰是磁场“盾”性的一面让太阳磁场变成了保护人类的第一道防线：太阳上的磁拱抑制了太阳往外的爆发。通俗地讲，他老人家打喷嚏的时候，口罩就已经被戴上了。可以看出，太阳磁场是集爱和恨于一身、集情和仇于一体，是矛盾的统一。“盾”性的一面使得磁场成为能够控制住百万度高温等离子体的口袋。受控核聚变就是利用磁场来约束核聚变产生的高温物质，俗称“人造太阳”。
太阳利用磁场材料做成的是一个透明隐形的“口罩”，很多的时候抑制住了自身的喷嚏，形成了“失败的暗条爆发”（failed filament eruption）——这是我们在2003年发现的。暗条（filament）有时是磁绳的一种表现，现如今“失败的暗条爆发”已经成为太阳物理学科中经常出现的名词，谷歌上搜索该词条会出现数万条记录。
世上无常胜，太阳“口罩”有时候也会架不住巨大“喷嚏”的轰击。这时，“喷嚏”会穿透“口罩”，磁绳成功爆发，甚至能够到达地球。但是，别忘了地球也有磁场！地球也戴着“口罩”。太阳磁场和地球磁场为保护人类形成了双保险。
本文作者联合TRACE卫星观测并首次命名的failed filament eruption（失败的暗条爆发）上：地面观测；下：空间观测，轮廓线为RHESSI卫星观测到的X射线辐射｜图源：作者
太阳磁绳穿越自身防线——磁拱的时候，遇到的阻力会越来越小，但是，磁绳自身的力量也在衰减，胜负取决于最后的力量对比。这里有个专业术语：环形不稳定性。当磁拱的强度随高度衰减得厉害的时候，即便是强弩之末的磁绳也能战胜奄奄一息的磁拱。这时，口罩被穿透，用科学的语言即为：环形不稳定性发生了！
太阳磁场是一个矛盾体，它生动地诠释了中国的千年悖论。在太阳上活跃的磁绳对我们构成威胁的同时，磁拱却在默默地为我们地球家园构筑着第一道防线。像所有幕后英雄一样，默默无闻，却负重前行。
季海生
中国科学院紫金山天文台研究员。研究方向：太阳物理、空间天气。