看似广袤无垠、虚无缥缈的行星际空间中充斥着源自太阳的荷电粒子。这些行星际介质(即太阳风)由带几乎完全相同总电量的正电荷和负电荷(即电子)组成，是完美等离子体(顾名思义)的典型代表。

     随太阳风一起喷涌而出的，还有太阳的磁场。这可理解为太阳风本来就是磁化的，太阳风携带着磁场向外流出。由于等离子体由自由（非同原子分子般的约束态）电荷构成，电荷，特别是电子，身材何其轻盈，可极速响应任何电场的扰动，故很多情况下，等离子体均可视为无电阻的，此时称为“理想”等离子体。

     理想等离子体霸气地拥有着磁场。

     这是由于任何电荷的运动（对应于电流）可构成电流回路，电阻为零时，回路中的磁场总量(即磁力线的数目)是无法发生变化的。因为，一旦磁场总量变化，便会感应出电场，从而驱动无穷大电流(电阻为零！)，使得磁场的变化被完全抵消，而被打回原形。这实际上表述的是等离子体中的一个基本定律：理想磁流体的磁冻结定律。

     根据这一定律，具不同磁场属性(或来源)的等离子体无法相互渗透，所以磁场可将两股等离子体很好地约束，使用外力可将它们无限地逼近，从而在分界鲜明的接触面上创造出任意大的磁场变化梯度，而不用担心系统崩溃----当然，这只是“理想”。现实中，许多东西并不尽如人意，会存在多种非理想的效应，破坏磁场和等离子体之间如胶似漆的冻结效应。

     回到太阳。

     许多有文化的人都知道，太阳在自转。每25天转一圈（从地球上看每27天一周）。太阳风自离开太阳后，便不再随太阳旋转(不存在使之同步旋转的力量，太阳风从太阳表面携带出的角向速度很小)。然而，太阳风发源处的磁场却是另外一种情况。磁场的一段被连在太阳表面(也是磁冻结的表现)，随太阳一起共转，而另一端则被"冻结"（或粘连）在太阳风之上，如此，磁场一端被固定在太阳上旋转，另一段则向外运动，便形成了螺旋线，称为Parker螺旋线。这是行星际磁场的基本形态。这一根根磁力线既随太阳公转，又随太阳风向外延伸；每根磁力线上都串着由太阳表面同一源区向外流出的太阳风。

     在空间中任一固定点上观测，可观测到一根根磁力线、太阳风接踵簇拥而过。一前一后经过的太阳风，速度可各不相同。如果前面的较慢，后面的较快，则会产生你追我赶的"可喜"局面。冻结效应使得有不同磁场来源的等离子体可以相互迫近、作用，但无法渗透、穿越。换句话说，不同流速太阳风之间可以形成堆积和挤压，但无法逾越彼此的界限。这就产生了太阳风流流作用区--高压区(相互挤压时；若相互远离时则产生低压稀疏区)。高压意味着压力的存在，压力的释放便会向前后两侧持续发射波纹(专业上称为快磁流体力学波)，如同击向水面的石子所激发的水纹。

     因此，远远观去，源自太阳的速度差异，在行星际空间中演化成相互挤压、被两侧波前囊括的高压区，从太阳附近一直向外延伸到行星际深处，如同伸展的巨大手臂，甚为壮观。太阳表面上常见大块大块有着不同流速的太阳风源区，所以形成了一扇一扇随太阳共转的螺旋形臂膀，称为共转相互作用区(Corotating InteractionRegion: CIR)，见卡通图示(图1)。

     臂膀的两侧有着明显的界限，是由压力脉冲波前所划定的区域。这些波前会不断陡化，并最终转为绝对陡峭的激波(俗称冲击波、爆炸波)。等离子体中的激波是空间中非常重要和有效的粒子加速器(另文叙述)。以往的研究中早已发现与单个CIR结构相伴随的高能粒子。在同一个太阳自转周内，观测也表明CIR成对出现的概率很大。CIR对是否会对应着某种粒子加速效果呢？这一问题还从来没有被讨论过----这正是本文所要回答的问题。

     通过对2007年全年空间卫星(STEREO A-B, ACE)的数据分析，我们终于发现了具有粒子加速效应的CIR对事件。这个事件的CIR对数据和对应的高能粒子数据在图2中给出。粒子强度峰值均出现在CIR对的中间区域。此外，在事件期间，太阳活动处于低谷，非常安静。因此，高能粒子的出现必然是由CIR对造成的。然而，观测也表明，并非所有的CIR对都有粒子加速效应。那么，为什么我们研究的事件可以加速高能粒子呢？

     根据磁场方向、粒子流动的各向异性和表征磁场位形的较高能电子方向分布的数据分析，可以推断，CIR对中间区域的磁场是贯通的，类似一巨大的U形结构。见卡通图示(图3)。这一结构的存在，连通了属于不同CIR的两个激波，并与激波一起形成有效约束粒子的磁场系统。粒子被一侧激波加速后，可沿U形结构运动运动至另一侧激波，从而被再次加速，并可能重返U形结构。如此反复，CIR对之间的U形结构，如同巨大手臂上捧着的摇篮，高能粒子在其上巡回冲浪，并在巡回冲浪中得到加速。这是我们的发现。

     本工作已被美国天体物理学杂志接受(Wu Zhao, Chen Yao, LiGang, et al., ApJ, 2014)，将于近期发表，是由山东大学空间科学研究院、美国阿拉巴马大学亨斯维尔分校、美国西南研究院、美国得克萨斯大学圣安东尼奥分校、中国科学院国家空间科学中心等科研人员合作完成的，受到了科技部973项目、国家自然科学基金委等项目的支持。本短文手稿完成于北京飞往美国San Francisco的航班之上，感谢空飞工作人员使我们安全顺利抵达，使该文得以成功发表。

图1 单个CIR结构示意图，黑色箭头长短表示太阳风速度大小，曲线表示行星际磁场磁力线。（摘自Pizzo et al., 1978, J. Geophys. Res）

图2 2007年8月23日至9月3日观测到的CIR对太阳风参数和高能粒子强度变化。

图3 CIR对----U型结构卡通图示。