科技日報(bào)記者 趙漢斌 通訊員 陳艷
記者7日從中國科學(xué)院云南天文臺(tái)獲悉，該臺(tái)撫仙湖太陽觀測與研究基地與國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)合作，首次在太陽耀斑中發(fā)現(xiàn)具有扭纏結(jié)構(gòu)磁島形成的快速磁重聯(lián)，這意味著磁重聯(lián)研究取得了重要進(jìn)展。相關(guān)成果在線發(fā)表在《自然·通訊》上。
磁重聯(lián)是兩組具有反向分量的磁力線相互靠近并重新連接的物理過程。在這一過程中，磁力線會(huì)在電流片處湮滅，使磁能轉(zhuǎn)化為等離子體的動(dòng)能、熱能、輻射能等。磁重聯(lián)是宇宙中普遍存在的等離子體中一種基本的磁能快速釋放過程，在天體物理、空間物理和實(shí)驗(yàn)室等離子體物理中扮演著極為重要的角色。
太陽耀斑中快速磁重聯(lián)的電流片內(nèi)磁島三維結(jié)構(gòu)和演化示意圖。（圖片來源：云南天文臺(tái)）
云南天文臺(tái)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳校區(qū)、德國波茨坦大學(xué)、英國圣德魯安斯大學(xué)、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)和國家空間科學(xué)中心等單位合作，主要利用云南天文臺(tái)撫仙湖太陽觀測站一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡的高時(shí)間和高空間分辨率數(shù)據(jù)，結(jié)合太陽動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)的多波段觀測，以及美國拉馬弟高能太陽分光鏡成像衛(wèi)星、地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星等X射線數(shù)據(jù)，并使用自主發(fā)展的高精度數(shù)值模擬，詳細(xì)研究了發(fā)生在2014年2月2日活動(dòng)區(qū)11967中具有纏繞磁場結(jié)構(gòu)的暗條和扎根在周圍色球纖維的磁環(huán)之間的磁重聯(lián)過程。
在此次事件中，一米新真空望遠(yuǎn)鏡觀測到了迄今為止最完整的磁重聯(lián)特征。相關(guān)光譜數(shù)據(jù)也揭示了重聯(lián)電流片中有非常強(qiáng)的非熱輻射，高分辨率的極紫外觀測發(fā)現(xiàn)大量等離子團(tuán)即磁島在重聯(lián)電流片中形成。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高分辨率數(shù)值模擬，研究團(tuán)隊(duì)還重現(xiàn)了電流片中磁島的形成過程，并證實(shí)磁島是具有強(qiáng)纏繞結(jié)構(gòu)的小磁繩。
研究揭示了太陽耀斑中快速磁重聯(lián)的精細(xì)物理過程，進(jìn)一步加深了對磁重聯(lián)這一基本物理過程的認(rèn)識(shí)，對研究太陽活動(dòng)的物理特性和活動(dòng)規(guī)律具有重要意義，也為研究類太陽恒星、中子星、黑洞等其他天體的耀發(fā)現(xiàn)象和高能輻射、空間物理以及實(shí)驗(yàn)室等離子體物理中的磁能耗散研究提供了重要參考。
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