云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地清晰观测到太阳上一个小暗条被切断并爆发

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云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地清晰观测到太阳上一个小暗条被切断并爆发

暗条(红色箭头)和磁环L1发生不对称磁重联后形成磁环。图片来源:中国科学院云南天文台

据科技日报:太阳爆发活动与空间灾害性天气密切相关,暗条就是其中之一。近日,记者从中国科学院云南天文台获悉,该台抚仙湖太阳观测与研究基地的研究人员清晰地观测到由不对称磁重联导致的一个小暗条被切断并爆发。

太阳暗条悬浮在高温、稀薄的太阳日冕大气中,由相对低温、高密度的等离子体和相应支撑的磁场结构组成,暗条研究一直是太阳物理的一个重要课题。而磁重联是由两组方向相反的磁力线相互靠近并重新连接从而形成新磁力线的物理过程,磁重联是太阳上一个基本且非常重要的快速释放磁能的物理过程,太阳爆发事件几乎都和磁重联有着一定联系,例如耀斑、暗条爆发、日冕物质抛射、喷流等等。由于受观测设备分辨率的限制,目前对小尺度磁重联的观测研究还非常少。

中国科学院云南天文台副研究员薛志科、研究员闫晓理等人主要利用云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地的一米新真空太阳望远镜观测的高分辨率数据,结合太阳动力学天文台的极紫外和矢量磁场数据,分析了发生在2015年10月23日活动区12436中小尺度不对称磁重联的完整过程。

他们发现,不同于经典磁重联中的相向运动,暗条和磁环同时向同一个方向运动,随后它们之间发生磁重联并且形成了一个典型的电流片,这种磁重联被称为不对称磁重联,最后等离子体以旋转喷流的形式被注入到新形成的磁环当中。另外,从H-alpha多普勒图像上还观测到在整个磁重联过程当中,磁重联区的等离子体都表现为红移特征,这可能与磁拓扑结构有关。

此次研究对于小尺度磁重联过程以及太阳暗条形成与爆发机制具有重要意义。相关研究成果发表在国际天文学杂志《天文学与天体物理学》上。

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据中国科学院云南天文台:近期,中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究团组闫晓理研究员等人,对太阳活动区NOAA 12740中的暗条爆发进行了详细的分析研究,相关研究成果发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。

暗条(日珥)悬浮在高温稀薄太阳日冕大气中,由相对低温和高密度等离子体和相应支撑的磁场结构组成。一般来说暗条的等离子体比周围日冕环境的温度低100倍,密度高100倍。从观测上,出现在太阳边缘由于背景辐射很弱而呈现出比较亮的发射结构,被称为日珥。而在日面观测中表现为位于光球磁场极性反转线上的暗黑狭长的特征,称为暗条。暗条和日珥为同一活动体在不同位置的不同称呼。

暗条本质上是磁场结构和等离子体组成的一个活动体,暗条自身和周围日冕环境的磁场位形对其形成、结构、稳定和爆发起决定性的作用。暗条爆发与其他太阳爆发活动和空间灾害性天气有密切的关系,所以暗条研究一直是太阳物理的一个重要课题。

利用抚仙湖一米新真空太阳望远镜的Ha数据与 SDO卫星多波段图像数据和磁场数据,闫晓理等人研究了一个失败暗条爆发的详细过程。通过分析光球层磁场的变化,他们发现该暗条的触发机制是暗条下方连续的小尺度偶极场浮现和暗条自身磁场重联导致的。暗条的爆发过程与经典的太阳爆发模型不同的是,在暗条爆发过程中,暗条的磁场结构与其上方的束缚场发生了重联,一部分暗条物质被输送到上方束缚场并沿束缚场下落到束缚场的足跟部,此外,暗条爆发过程中与大尺度的暗条通道发生重联,一部分暗条物质被输送到暗条通道里面,从而形成了一个新的暗条,这些研究结果拓展了对暗条爆发过程的理解,发展了新的暗条爆发模型。

该研究成果受到国家自然科学基金重点、面上项目,云南省应用基础研究计划重点项目,空间天气学国家重点实验室,云南省创新团队项目等的资助。

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