新疆天文台太阳研究团组副研究员王新与合作者围绕太阳耀斑终端激波（TS）与地面水平增强（GLE）事件的关联性开展模拟研究，揭示了终端激波可作为地面水平增强事件的起源。相关成果发表于《Journal of Geophysical Research：Space Physics》（131, 2026）。
太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）是引发空间天气现象的主要爆发源，二者均可能通过高速流驱动的强激波成为GLE事件的触发候选者。传统观点认为GLE事件由CME驱动激波主导，核心依据是GLE事件对应的太阳爆发事件普遍伴随高速CME活动。然而，太阳耀斑低日冕区隐藏着一个强大的质子加速器——终端激波（TS），其甚至能产生能量超过500MeV的高能太阳宇宙线质子（SEP），可直接触发延伸至地面的GLE过程。
本研究聚焦GLE事件与TS的关联，采用动态蒙特卡洛（DMC）粒子模拟方法对耀斑TS进行建模。在该理论框架下，磁重联产生的高速热粒子流汇聚于磁环顶形成TS激波，通过与TS激波的多次相互作用，这些热粒子最终形成具有幂律分布的高能粒子谱。模拟结果发现两个关键现象：（1）激波前兆区的粒子密度呈现规则的“纹理”结构，而下游区则表现为稳定的“编织”形态；（2）粒子能谱在标准幂律分布之外，于2 MeV至20 MeV区间出现“尾部突起”结构，这表明TS具备极强的加速能力。
基于上述研究结果，TS激波是GLE的潜在来源，既可以直接引发GLE，也能间接为CME驱动激波提供种子粒子。揭秘GLE事件的核心起源将为准确预测空间天气提供关键物理依据，显著提升太阳高能粒子事件预报的时效性与精度。
该项研究得到新疆维吾尔自治区自然科学基金（2024D01A149）、国家重点研发计划等项目的支持。
本文链接：https://doi.org/10.1029/2025JA034421
图1：上图展示了终端激波的结构及磁场分布，下图通过DMC方法模拟呈现了激波上下游区域的密度演变过程。耀斑终端激波模型的模拟结果表明，激波前兆区的粒子密度呈现规则的“纹理”结构，而下游区则表现为稳定的“编织”形态。
图2：模拟结果呈现了太阳耀斑终端激波加速模型。通过注入麦克斯韦高速流低能粒子谱，终端激波的加速作用产生了指数γ =−2.1±0.1的非热幂律能量谱，且在高能区域出现“尾部突起”结构，这证实了终端激波与GLE事件之间存在直接关联。上图展示了终端激波在不同时间区间内对初始注入谱的演化过程；下图表明，不同高速流注入条件下，SEP粒子能量谱会形成具有明显峰值特征的粒子分布。