背景介绍：
在典型的耀斑过程中，发生于耀斑环顶的磁重联会释放大量能量用来加速电子，激发硬X射线辐射。以往研究表明，在很多耀斑中存在日冕硬X射线源，其位置靠近能量释放区域。Krucker等人（2008）统计了大量足点被遮挡的耀斑事件，发现日冕中的硬X射线辐射以幂律谱形式的非热辐射为主。
在很多事件中，还可以观测到较高能量处的能谱呈硬化现象，即在某一特定能量（称为折点或断点能量）以上，幂律谱呈向上偏折趋势，即大于折断点后的谱指数变小，谱变平。孔祥良等人（2013）的统计研究发现，此类事件中，幂律谱发生折断的能量（即硬化点）通常位于几百keV处。
关于能谱硬化产生的原因，目前主要有两种解释。一种解释为：上折的幂律谱源自具有不同谱指数的多个辐射源区的叠加；另一种解释为，上折谱由本身能谱分布就是呈类似上折谱的同源高能电子辐射产生的，有些耀斑加速机制（例如耀斑终止激波例子加速机制，参见李刚、孔祥良等2013）或者粒子输运效应均可产生上折谱高能电子。由此可见，确认硬化产生的源区十分重要，而以往研究大多基于总谱数据，缺少对不同源区辐射的空间分辨，即没有确认上折谱的确切辐射源区，到底是来自耀斑足点源还是环顶源。我们利用RHESSI卫星高时空分辨率的数据，在一例耀斑事件中，观测到源自环顶源中的能谱硬化现象，且相应硬化点显著低于以往报道的观测结果。
研究内容：
本事件发生于2017年9月10日，位于太阳西部临边，足点被部分遮挡。根据RHESSI和GOES的观测，硬X射线和软X射线的辐射分别在15:58 UT (t1)和16:04 UT (t2)时刻达到峰值。根据图1展示的RHESSI成像结果，耀斑开始时，在硬X射线波段可以同时观测到足点源与环顶源的存在，而在峰值时刻（t1和t2时刻），足点源消失，只有环顶源存在，且其位置随时间逐渐升高，不同能量的源区中心均约高于盘面20-30角秒。
为了进一步研究环顶硬X射线源的辐射性质，我们对t1和t2时刻的能谱进行了分析。由于本事件发生时，RHESSI已进行了长达15年的观测，探测器长期受到高能辐射影响，其观测会有较强的累积效应（即探测器同时探测到两个以上光子时会将其视为一个光子，该光子的能量为多个光子的加和），这一仪器效应在观测此类强耀斑时尤为显著。通过测试不同强度的累积效应（即不同的累积因子p，默认为1），我们将p设为2，对修正累积效应后的能谱进行了拟合。
拟合结果表明，在峰值时刻，高能段能谱具有显著的硬化现象。在t1时刻，硬化前后的谱指数分别为5.67和3.27，硬化点为45.8 keV；在t2时刻，硬化前后谱指数分别为7.45和3.11，硬化点为50.3 keV。由此可见，在本事件中，硬化特征随时间变得越来越显著，且硬化点远低于以往研究。需要注意的是，当p设为2时，能谱也可以由单幂律谱叠加超热成分进行拟合，超热成分的温度为40 MK，远高于GOES数据得到的温度（30 MK）。尽管如此，基于目前的数据，尚无法完全排除辐射电子为单幂律谱的可能性。
在本事件中，硬化发生时，只有环顶HXR源可以观测到，这表明其硬化能谱完全来自环顶的辐射。这一结果也支持硬化谱是由同源高能电子辐射产生的解释。如上所述，某些加速机制和粒子输运过程均有可能导致电子分布的高能硬化。为确认环顶源高能硬化现象是否在更多事件中存在及背后的物理机制，需基于即将发射的先进X射线观测设备如ASO-S/HXI、STIX、以及Solar Orbiter等的观测数据，进行事例或统计研究，并开展耀斑过程中粒子加速和输运与辐射过程的数值模拟研究。
该研究结果Broken-up spectra of the loop-top hard X-ray source
during a solar limb flare已被Research in Astronomy and Astrophysics接收，将于近期发表，全文链接https://arxiv.org/abs/1906.01284。本研究工作有关报告已被收录为RHESSI仪器的Science Nuggets，网址为：http://sprg.ssl.berkeley.edu/~tohban/wiki/index.php/Broken-up_hard_X-ray_spectra_found_for_a_loop-top_source_during_a_solar_limb_flare。这是第二次本组太阳爆发观测研究被收录为RHESSI Science
Nuggets（上次报道链接为：
http://sprg.ssl.berkeley.edu/~tohban/wiki/index.php/Double_Coronal_X-ray_and_Microwave_Sources_Associated_With_A_Magnetic_Breakout_Solar_Eruption）。作者感谢国家自然科学基金的支持。
图1：SDO/AIA观测到的EUV图像和叠加的RHESSI硬X射线源。从左到右分别代表耀斑初始阶段、硬X射线峰（t1）和软X射线峰（t2）时刻。硬X射线源成像算法为CLEAN，使用探测器为3、6、8。
图2：t1、t2时刻X射线能谱拟合结果。其中黑色直方图为观测值，红线为总拟合结果。底部直方图为拟合结果的残差分布。拟合所用模型和参数见图例。累积效应因子设为2，使用探测器为1、3、6、8。
