云南天文台太阳喷流的形成物理机制研究获进展

作者:匿名 时间:2019-11-08 16:35:39;

中国科学院云南天文台的沈邓源及其合作者的研究发现,太阳双向喷射现象是由暗条喷发和两次磁重联过程形成的。这与准直喷流形成的物理机制相一致,准直喷流是他们早先发现的另一种太阳喷流现象。这些研究统一并提高了对不同类型射流形成过程的理解。研究结果最近发表在美国天体物理学杂志《天体物理学杂志》上。

太阳喷射活动是太阳大气中常见的能量和物质释放过程之一。长期研究表明,太阳喷流可能在加速日冕加热和太阳风方面发挥重要作用,而日冕加热和太阳风是太阳物理学中的主要问题。然而,人们对其基本形成过程的认识仍不清楚。沈邓源等人利用太阳动力学观测站和日地关系观测站等卫星提供的高分辨率多波段立体观测数据,研究喷射活动现象。结果表明,平行射流和双向射流都是由暗条喷发形成的,并根据观测结果对射流的形成提出了新的解释。他们认为暗条通常会失去稳定性,在光球磁抵消或不稳定性的作用下开始上升或破裂。暗条上方的束缚磁场首先与其周围的开放磁场或水平磁场重新连接,以形成热等离子体流。然后,由于暗条的上升,磁场在其下方重新连接,以加速暗条的爆裂(见下图)。

“两种不同类型的喷射活动的形成过程基本相同,包括暗条喷发和两次磁重联过程。然而,由于不同的磁场配置,结果略有不同。就直接喷流而言,它通常在日冕仪器中形成宽和窄宽度的双日冕物质抛射,因为它包含暗条爆发,并在喷流形成后沿开放磁力线运动。对于双向喷流,形成的喷流等离子体通常沿着闭合的磁力线运动,通常不会形成日冕物质抛射,”沈邓源说。“这一研究结果一方面促进了对喷流形成过程的理解,另一方面表明小规模太阳喷流喷发与大规模暗条纹和日冕物质抛射非常相似。”

本研究工作得到国家自然科学基金杰出青年科学基金项目、一般项目、中国科学院西部青年学者项目、云南万人拔尖青年人才项目和云南基础研究项目一般项目的支持。

两种射流形成过程示意图。上排是准直射流的形成过程,下排是双向射流的形成过程。在图中,红色虚线表示磁场重新连接发生的位置,橙色圆圈结构表示暗条,黑色线条表示未重新连接的磁力线,蓝色线条表示重新连接后的磁力线。数字和-分别代表正磁场和负磁场。

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