太陽耀斑是太陽上最為劇烈的活動現象。當大耀斑爆發後,會直接影響地球的空間環境,例如可引起無線電短波通信中斷的地球電離層擾動現象,還可引起地磁暴、極光等地球物理現象;伴隨耀斑爆發產生的高能粒子流還可能對航天飛行器造成威脅。研究耀斑發生的原因、準確預報太陽活動,一直是太陽物理工作者的重大研究課題。人們最初對太陽耀斑的認識說來有點可笑。1859年9月1日,英國天文學家卡林頓和霍奇森在觀測太陽黑子時發現,在一個大黑子群上空突然出現了一個非常明亮的斑點,幾秒鐘內便迅速擴大為纖維狀結構,呈現出兩個光耀奪目的新月形閃光,並很快變成耀眼的一片;約五分鐘後亮斑已沒有一點痕跡。他們當時猜想是一顆大隕星墜入太陽而引起的。
隨著觀測手段的進步,人們認識到耀斑是一種常見的而且是最劇烈的太陽活動現象。在觀測上,太陽罐斑表現為從無線電波段直到X射線的輻射通量的突然增強,同時伴有大量高能粒子和等離子體噴發。耀斑最突出的特徵是來勢猛,能量大,在短短的一、二十分鐘內,可以釋放出高達1023~102°焦耳的巨額能量,相當於100億顆百萬噸級氫彈爆炸的總數量。現在一般把日面增亮面積超過3億平方公裡的稱為耀斑,不到3億平方公裡的稱為「亞耀斑」。耀斑從小到大可分為四個級別。人們還常常把伴隨有X射線爆發的耀斑稱為X射線耀斑,把與高能帶電粒子(主要是質子)共生的耀斑稱為質子耀斑,把用色球單色光譜線觀測到的在暗條(日珥在日面上的投影)兩旁呈雙帶狀發亮的耀斑稱為雙帶耀斑,把在可見光波段看到的耀斑叫光學耀斑,等等。
觀測表明,耀斑和黑子有著十分密切的關係。太陽黑子具有很強的磁場,其強度在1,000~4,500高斯之間。黑子磁場結構比較複雜而且是變化的,其變化方式有三,即每小時改變0.4~18高斯;每小時改變18~180高斯,每小時變化180高斯以上的稱為特快速變化。絕大多數的耀斑常發生在太陽黑子上空,人們很自然地把它和黑子聯繫起來研究。在理論上,人們認為,耀斑很可能是極性不同的磁場交錯在一起並互相抵消的結果,但耀斑本身決不是熱核能。耀斑與黑子以及暗條等活動客體的內在聯繫,均體現在與磁場的關係上。本世紀70年代,有科學家提出一種理論,即在太陽大氣中既有封閉磁場,又有開放磁場的倒Y形區域理論。科學家認為,在磁場中性點附近,磁場的不穩定性導致磁力線可以再聯結產生耀斑,聯接過程中釋放出巨大能量,並且分別形成向上和沿著弧形軌道向下的粒子流。1974年,美國「天空實驗室」的太空人所提供的觀測資料,初步驗證了這一理論比較合理。他們當時的觀測表明,耀斑的爆發源在日冕(而不是以往所認為的色球)中的微小核心,由它發射的粒子流沿環形軌道向下,一直衝擊到太陽表面,在此過程中產生耀斑的可見光輻射。
近年來,根據多方面觀測結果,一些天文學家提出了一種「磁環折斷」理論。在大耀斑出現之前的幾天裡,太陽低層大氣裡的活動「推拿」並扭轉凸出於日面的磁環,在某一瞬間,由於壓力增大,磁環被折斷,使大量的電子和質子加速,沿著磁力線做螺旋運動,發射電磁輻射,並加熱磁環底部的大氣。在由此形成的強壓力向上驅動之下,溫度為幾百萬度的物質將充滿耀斑環,使它發出熾熱的強X射線,與此同時,環的較低部分在紫外線和可見光波段也熠熠生光。當粒子加速中止後,耀斑環回到它原來的狀態,高能輻射亦停止。
迄今為止,尚無比較完善的耀斑理論,為了揭開太陽之謎,天文學家仍在深入研究耀斑發生的過程和原因。