——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
日冕亮點(diǎn)廣泛分布于太陽(yáng)日冕層細(xì)小輻射增強(qiáng)區(qū)域,其典型直徑小于30角秒,并由多個(gè)微型冕環(huán)構(gòu)成,壽命通常為數(shù)小時(shí)。盡管日冕亮點(diǎn)體積微小,但這些結(jié)構(gòu)是太陽(yáng)磁能釋放的重要場(chǎng)所。因此,其被學(xué)界視為太陽(yáng)表面的“微型活動(dòng)區(qū)”與研究太陽(yáng)磁活動(dòng)、加熱機(jī)制的理想窗口。
磁重聯(lián)是等離子體物理中普遍存在的基本過(guò)程,其表現(xiàn)為磁場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)突變并伴隨大量磁能快速釋放?!罢袷幋胖芈?lián)”是特殊重聯(lián)模式,其特征在于重聯(lián)過(guò)程中流入?yún)^(qū)與流出區(qū)方向發(fā)生周期性交替,整體磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,但磁能以“拉鋸”式方式周期性釋放的現(xiàn)象。此前,該過(guò)程大多存在于理論模型與數(shù)值模擬中,缺乏直接觀測(cè)支撐。
近日,中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)副研究員洪俊超團(tuán)隊(duì)等首次在太陽(yáng)日冕亮點(diǎn)中觀測(cè)到振蕩磁重聯(lián)的直接證據(jù)。這一發(fā)現(xiàn)為深入理解太陽(yáng)小尺度結(jié)構(gòu)能量釋放過(guò)程與日冕加熱機(jī)制提供了關(guān)鍵物理支撐。
研究人員利用Solar?Orbiter探測(cè)器2023年4月10日在距離太陽(yáng)0.293AU處獲取的極紫外成像數(shù)據(jù),在太陽(yáng)寧?kù)o區(qū)一個(gè)日冕亮點(diǎn)中識(shí)別出電流片演化過(guò)程的兩個(gè)階段——第一階段,電流片C1沿某一方向發(fā)展,約10分鐘內(nèi)伸展至2.4Mm,后收縮至磁零點(diǎn);第二階段,約3分鐘后,與C1垂直方向的C2電流片形成并延伸至4Mm,后逐漸消失。研究發(fā)現(xiàn),兩個(gè)階段重聯(lián)過(guò)程均伴隨明顯的等離子體流動(dòng)和溫度升高。同時(shí),日冕亮點(diǎn)亮度與C1/C2長(zhǎng)度變化高度一致,呈現(xiàn)約20分鐘的衰減振蕩,這表明磁能在周期性地向熱能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化,符合振蕩磁重聯(lián)典型表現(xiàn)。進(jìn)一步,研究指出,持續(xù)的振蕩重聯(lián)或扮演“磁內(nèi)燃機(jī)”角色,即通過(guò)不間斷、節(jié)律性的磁能釋放,在維持整體磁拓?fù)浞€(wěn)定的前提下,為亮點(diǎn)或其他小尺度結(jié)構(gòu)持續(xù)供能并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)周期性加熱。
這一研究拓展了學(xué)界對(duì)太陽(yáng)小尺度結(jié)構(gòu)能量釋放行為的認(rèn)識(shí),揭示了日冕亮點(diǎn)維持高溫的新可能機(jī)制。下一步,研究團(tuán)隊(duì)將探討該機(jī)制在時(shí)間尺度和空間尺度上的普遍性及其在空間天氣模型中的潛在應(yīng)用。
近期,相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》(The Astrophysical Journal)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院、云南省等的支持。
Solar?Obiter 174 ?圖像中捕捉到的日冕亮點(diǎn)及振蕩重聯(lián)過(guò)程
亮點(diǎn)不同波段亮度變化(綠、黑和藍(lán))與重聯(lián)電流片長(zhǎng)度變化(粉)
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