太陽フレア
大規模な太陽フレアが発生すると地球上に甚大な被害が及ぶ可能性があることから、フレアの予測・予報に関する研究が進められている。太陽フレアは太陽の磁気活動と密接に結びついているため、太陽活動周期や黒点の数などからある程度はフレアの発生頻度を予想することはできる。しなしながら、いつ・どこで・どの規模のフレアが発生するかをピンポイントで当てることは非常に難しいのが現状である。フレアの予測精度向上のため、物理学的なアプローチの他に機械学習など様々な方面からアプローチがされている。
太陽フレアの発生に伴い、10 keVから1 MeVのエネルギーをもつ電子および、10 MeVから1 GeVのエネルギーをもつ陽子が生成されうることが分かっている。これらの高エネルギー粒子のうち、前者は硬X線、後者はガンマ線の放射の原因になると考えられている。太陽フレアに伴う高エネルギー粒子がどこで、どのように加速されるのかはよく分かっていないが、観測・数値シミュレーションの双方から研究が進められている。
粒子加速を引き起こす有力な物理プロセスの例として、衝撃波を介した一次フェルミ加速が挙げられる。これは粒子が衝撃波の上流と下流を行き来することで統計的にエネルギーを獲得するというものである。フレアループの先端(ループトップ領域)はリコネクションアウトフローがフレアループと衝突することで衝撃波が形成される領域であることから、ループトップ領域での粒子加速が注目されている、実際、磁気流体計算とParker-Transport方程式による粒子運動の計算を組み合わせたシミュレーション研究では、フレアのループトップ領域に電子が閉じ込められ、エネルギーを得ることが示された。