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科研动态

国家天文台科研人员在太阳黑子中发现特殊磁场位型下的磁重联过程

发表日期:2020-09-27来源:放大 缩小

  黑子是太阳表面最醒目的活动现象之一同时也是太阳磁场的聚集区域,其所在的活动区是各种太阳爆发活动的源头。在可见光波段的观测中,一个成熟的黑子通常表现为核心区域较暗(即本影),周围则是一圈稍亮的区域(即半影),其中本影磁场接近垂直,而半影磁场相对倾斜。在黑子内部,存在一些磁场与背景环境明显不同的结构,如本影中的亮桥和半影中的径向纤维。最近的观测和模拟工作表明,在黑子内部磁场环境突变的这些地方会产生各种活动现象,例如由磁重联所驱动的出现在亮桥附近的增亮和喷流,以及半影中无处不在的微喷流等。这些活动现象与太阳的局部磁场演化以及太阳内部对流运动密切相关,相关的研究对于理解太阳大气中的磁场演化和能量释放过程都具有非常重要的意义。然而由于过去望远镜分辨率和灵敏度的局限性,目前人们对于太阳黑子中磁重联过程和相关活动现象的认识还不完备,以高质量黑子观测数据为基础的观测和理论研究亟待进行。 

  近期,中国科学院国家天文台副研究员侯义军等人基于我国自主建设的新真空太阳望远镜(NVST)的高质量观测数据,对一个黑子半影纤维侵入亮桥并产生倾斜喷流的事件进行了详细分析。NVSTTiO波段观测显示,在该事件中亮桥的西部,有两组半影纤维结构侵入并分别向亮桥两侧延伸(图1)。而同时间的和(极)紫外波段观测在同一位置发现了两组喷流,它们在投影位型上与侵入的半影纤维结构非常相似。此外,成像和光谱观测还在这些喷流的底部位置发现了间歇的增亮和重联信号,并提供了关于这些喷流真实矢量速度的信息。磁场外推的结果表明侵入的半影纤维结构具有较强的高度倾斜磁场,与观测所得喷流的速度倾斜角十分吻合。因此,侯义军等人提出这些倾斜喷流是由发生在侵入亮桥的半影纤维磁场和亮桥中的浮现磁场之间的磁重联所驱动的,并在形成后沿着较强的纤维倾斜磁场向外流动(图2)。 

  侯义军等人的研究结果表明,在太阳黑子中,磁重联可在本影半影背景磁场不参与的情况下发生在亮桥浮现磁场和半影纤维磁场之间,并产生倾斜的喷流现象。这些发现进一步完善了大家对于太阳黑子中磁重联和相关活动现象的认识,为将来开展建立黑子动态演化模型和太阳黑子特殊磁场和等离子体环境中的磁重联等方向的研究提供观测证据和条件限制。 

  该项工作由国家天文台,安徽大学和云南天文台的科研人员合作完成,并得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、科技部国家重点研发计划、中科院青促会、国家天文台“星云人才计划”和中国科协“青年人才托举工程”等的支持。 

  论文ADS链接: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2020arXiv200801284H/abstract

1.太阳黑子中半影纤维侵入亮桥并形成倾斜喷流的现象

  2.太阳黑子中亮桥浮现磁场和半影纤维磁场之间发生磁重联的卡通示意图。 

 

 

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