1999年1月，科學家們在一個太陽耀斑中觀察到了一種神秘的運動。與典型的耀斑顯示明亮的能量從太陽向外爆發不同，這個太陽耀斑還顯示出一種向下的運動流，好像物質正在向太陽回落。這被描述為“向下移動的黑暗空洞”，天文學家們想知道他們到底看到了什麼。
在1月27日發表在《自然-天文學》上的一項研究中，美國哈佛和史密森尼天體物理學中心(CfA)的天文學家們為這種鮮為人知的運動提供了新的解釋，現在科學界稱之為“耀斑環頂向下流”（supra-arcade downflows，SADs）。
“我們想知道這些結構是如何發生的，”研究主要作者和CfA天文學家沈成才說，他將這些結構描述為 “暗指狀特徵”。“是什麼在驅動它們，它們是否真的與磁重聯有關？”
自從90年代發現SADs以來，科學家們一直認為它們與磁重聯有關。這個過程發生在磁場斷裂時，釋放出快速移動和極高能量的輻射，然後再進行重組。
“在太陽上，發生的情況是有很多磁場，它們指向所有不同的方向。最終，這些磁場被推到一起，以至於它們重新配置並以太陽耀斑的形式釋放出大量的能量，”研究報告的共同作者、CfA天文學家Kathy Reeves說。Reeves補充說：“這就像拉長橡皮筋，然後在中間剪斷。它受到了壓力，被拉得很細，所以它會折回來。”
科學家們認為SADs是太陽耀斑爆發后，破碎的磁場”折返”到太陽的跡象。
但是有一個問題。科學家們觀察到的大多數下墜現象是“令人費解的緩慢”，共同作者、新澤西理工學院的天文學家陳斌說。
研究人員解釋說：“這不是經典的重聯模型所預測的，這些模型顯示下墜速度應該快得多。這是一個衝突，需要一些其他的解釋。”
為了找出正在發生的事情，該團隊分析了美國宇航局太陽動力學天文台上的大氣成像組件（AIA）所拍攝的圖像。AIA部分由CfA設計和建造，由洛克希德-馬丁公司太陽天體物理學實驗室領導，每12秒以七種不同波長的光拍攝太陽的圖像，以測量太陽大氣的變化。
然後他們對太陽耀斑進行了三維模擬，並與觀測結果進行了比較。結果顯示，大多數SADs不是由磁重聯產生的。相反，它們是在湍流環境中自行形成的，是兩種不同密度的流體相互作用的結果。
Reeves說，科學家們基本上看到了水和油混合在一起時發生的同樣事情：兩種不同密度的流體不穩定，最終分離。
“那些黑暗的、像手指一樣的空隙實際上是沒有等離子體的。那裡的密度比周圍的等離子體低得多，”Reeves說。
該團隊計劃繼續使用三維模擬研究SADs和其他太陽現象，以更好地了解磁重聯。通過了解驅動太陽耀斑和太陽噴發的過程，他們最終可能會幫助開發預測空間天氣和減輕其影響的工具。