當太陽耀斑爆發時，充滿帶電粒子的熔漿從太陽表面噴發出來，太陽磁場的活動規律不完全符合目前被人們廣泛認同的物理定律，按照目前熔漿流體凍結理論的解釋，太陽耀斑磁力線以一體化、不間斷的方式從太陽磁場“噴湧而出”，磁力線按一定的節律和鎖定的步驟溢出，不至於和太陽磁場產生分離。與太陽磁力線溢出的理論解釋不同，科學家發現，太陽耀斑磁力線有時從磁場分離出來，在分離後又快速地和磁場重新連接，“合合分分”的磁場現象長期以來困擾了天體物理學家。
5月23日，一篇發表在《自然》雜誌的論文重新審視了太陽耀斑的發生機制，約翰·霍普金斯大學的數學物理學家格雷戈裡·埃英克組成了一支科學團隊，他們發現了在神秘太陽耀斑現象背後的關鍵線索，湍流是造成太陽耀斑的源泉.暴戾兇猛的湍流與讓一架噴氣式客機掉進大氣層的氣體湍流性質相同，大氣層的湍流可能將一架客機肢解成碎片，製造一起起的空難事故。跨學科團隊使用了複雜計算機系統，他們對太陽磁場和耀斑湍流的相互作用進行模擬，建立了太陽耀斑發生機制的物理模型，科學團隊解答了目前的熔漿流體凍結理論不能解答的難題。
熔漿流體凍結理論非常有效地解釋了耀斑的產生機理，然而，這種解釋在另外的一些情形中並不成功，出現了明顯的遺憾和不足，跨學科團隊制定了科研目標，找出理論解釋出現偏差的原因。70年之前，漢尼斯·阿爾文提出了熔漿流體凍結理論，阿爾文為此榮獲了諾貝爾物理學獎，他的理論研究成果得到了科學界的認可，阿爾文的理論指出，太陽耀斑磁力線像一條“順勢而下”的河流，流動的液體像一條條線狀的玻璃纖維，磁力線匯聚成一條“河流”，由於“抽水斷流水更流”，像“水流”一樣的磁力線不可分離，它們總能重新融合起來。
科學團隊發現，阿爾文提出的原理在洶湧翻滾的太陽耀斑內不能持續地得到驗證。他們確定了一種事實，耀斑磁力線有時可以彼此分離，從磁力線場脫離開來，像拉伸的橡皮筋一樣，僅在15分鐘的時間內重新連接暫時分開的磁力線，在磁力線異常兇猛的分離過程釋放出大量能量，從而形成太陽耀斑發生的動力之源。按照阿爾文的熔漿流體凍結理論的解釋，基於現代等離子體物理學的基礎，在太陽日冕層發生的耀斑過程需要一百萬年以上的時間。阿爾文理論的一大疑問在於：為什麼在一些情形中有效，而在另一些情形中則無效。
為了證實湍流在耀斑形成時扮演的角色，以湍流理論來預測耀斑行為，埃裡克組成了由天體物理學、機械工程學、數據管理和計算機科學的研究人員組合的團隊，以約翰·霍普金斯大學為中心，聯合了國內外的多家研究機構。埃英克希望這是一次高度合作的嘗試，每位成員能夠貢獻自己的專長，單憑一個人專長無法完成既定的目標。經過一種計算機技術的模擬，他們複製了太陽耀斑內部由帶電粒子構成的等離子體，在模擬的活動條件下，太陽耀斑的等離子體變得“暗流洶湧”，阿爾文的熔漿流體凍結理論失去了作用。大多數物理學家期待，太陽耀斑等離子體出現“波濤翻湧”的景象，更高程度的傳導性應該更加符合熔漿流體凍結理論的預期，事實剛好相反，太陽耀斑等離子體出現了完全的分離，磁力線隨意擺動，它們的運動幾乎沒有任何規律，就像在量子力學領域出現的不可預期的現象，它沒有一種可以預測的秩序，也沒有一種徹底的混亂、或混沌，磁力線的運動像發生火災的情形，一團團煙霧在天空翻湧、滾動。
一些學者相信，也許存在解釋太陽耀斑現象的其它理論，而湍流理論非常引人入勝，僅用這一個理論可以解釋磁力線的分離現象。開展不同學科合作的研究方式引人注目，他們為了解開太陽耀斑的謎團使用了開創性的數據處理方法，該技術在斯隆數字巡天計劃中採用過。他們用到了高性能計算機，應用了基礎性的數學工具，不同學科實現“聯姻”，將物理學、數學和計算機科學等結合成一個“家庭”，以新型的科學合作來處理非常龐大的數據資源。新型的科學合作方式更好地解釋了太陽耀斑的發生機制，從太陽日冕層噴發的大量物質形成了強大的“太空氣象”，太陽風暴能夠引發地球的磁暴，地磁暴給在太空活動的宇航員帶來了極大危害，它能夠擊毀通訊衛星，摧毀地面的電網系統，從而造成大規模的停電現象。為了研究太陽耀斑和地磁暴的科學價值，加拿大科學和工程研究委員會、美國國家科學基金會和霍普金斯大學的數據密集工程和科學研究所、微軟研究基金會為埃英克的跨國、跨學科研究團隊提供了經費。
（編譯：2013-5-23）
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