来源:中科院云南天文台 发布时间:2023/3/5 11:57:00
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中科院云南天文台在太阳暗条重构研究方面获进展

 

中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地的研究人员,清晰地观测到一个太阳暗条被新浮现磁系统分裂并由磁重联导致暗条重新合并。相关研究成果于近期发表在国际天文学杂志《天体物理学报》(The Astrophysical Journal)上。该项工作由云南天文台薛志科青年研究员和闫晓理研究员等人共同合作完成。

太阳暗条是由磁场支撑,悬浮在日冕中的高密低温等离子体,人们普遍认为暗条物质来自色球层,但到目前为止,还不清楚暗条物质是通过何种方式被输送到日冕层和支撑暗条物质的磁场结构是什么样子等问题,而暗条下方的磁极剪切和汇聚运动在暗条形成过程中往往被观测到,这可能暗示着磁重联对暗条形成起到非常重要的作用。

磁重联是由两组方向相反的磁力线相互靠近并重新连接的物理过程,同时伴随大量磁能被快速释放。太阳是研究磁重联的极佳载体,这是由于太阳爆发事件几乎都和磁重联有一定联系,但受观测设备的限制,目前对磁重联的观测研究还非常少。

薛志科等人主要利用云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地的一米新真空太阳望远镜(NVST)观测的高分辨率数据,结合空间望远镜太阳动力学天文台(SDO)和太阳界面区成像光谱仪(IRIS)等在紫外和极紫外波段获得的图像、光谱数据和矢量磁场数据,详细分析了发生在2021年6月4日一个小暗条分裂和合并的完整过程。

暗条的右腿在初始时呈现出弥散形态(图1a),通过非线性无力场外推方法获得的三维磁拓扑结构也证实了这一特殊形态(图1b)。许多正负磁极和磁环逐渐从暗条右足扎根的磁极附近浮现出来(图1c白色箭头),在这一过程中,新浮现磁环逐渐向上抬升并从暗条右腿中间穿过,暗条的右腿被撕裂成两部分,而它的左腿仍然保持一个完整的结构。随后,一个小尺度磁重联发生在新浮现磁环和暗条分裂出的一部分之间(图1c红色箭头),由磁重联产生的长磁环和暗条分裂出的另一部分合并,最终,一个完整的暗条重新形成。

基于观测结果,研究人员推断磁浮现对暗条分裂负有重要责任,而磁重联是导致暗条合并的直接原因(图1d-f)。

该项研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院创新促进会人才项目、中国科学院西部之光人才项目、云南省应用基础研究计划项目、云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室等项目的支持。

论文链接

图1(a)SDO在304?波段观测的图像,其中绿色箭头指向太阳暗条;(b)非线性无力场外推方法获得的三维磁拓扑结构;(c)NVST在Hα波段观测的图像,白色箭头和红色箭头分别指向新浮现磁环和磁重联区;(d-f)卡通图展示磁浮现(红色曲线)、暗条分裂和合并(蓝色曲线)、磁重联(绿色箭头)等物理过程。

 
 
 
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