近日，天文學(xué)國(guó)際期刊《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)“太陽(yáng)活動(dòng)和CME理論研究團(tuán)組”的最新研究成果，該研究由碩士研究生陳雨豪與葉景博士、梅志星副研究員等人共同完成。他們研究了磁通量浮現(xiàn)導(dǎo)致日珥結(jié)構(gòu)橫移的物理過(guò)程，其結(jié)果表明新浮磁通量會(huì)引發(fā)日冕磁場(chǎng)的不對(duì)稱性，在這樣復(fù)雜的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)下，日冕中的暗條結(jié)構(gòu)依然會(huì)發(fā)生災(zāi)變現(xiàn)象。

　　太陽(yáng)爆發(fā)是太陽(yáng)系中最劇烈的能量釋放過(guò)程，一次典型的爆發(fā)活動(dòng)相當(dāng)于幾十億顆巨型氫彈同時(shí)爆炸。災(zāi)變理論是解釋太陽(yáng)爆發(fā)的主流理論之一，描述了處于穩(wěn)態(tài)的暗條結(jié)構(gòu)在光球演化的驅(qū)動(dòng)下逐漸失衡的物理機(jī)制。過(guò)去20年，云南天文臺(tái)林雋等人成功地給出了磁流浮現(xiàn)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)爆發(fā)的理論災(zāi)變模型，但為了得到解析解，該模型被過(guò)于簡(jiǎn)化。為了能理解復(fù)雜的太陽(yáng)爆發(fā)過(guò)程，在更真實(shí)的物理?xiàng)l件下研究磁流浮現(xiàn)能否導(dǎo)致暗條的災(zāi)變過(guò)程是非常有必要的。

　　研究人員進(jìn)行了二維的磁流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬（如圖一），該模擬中的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有對(duì)稱性，因而磁繩可以在任意方向移動(dòng)。結(jié)果表明，當(dāng)磁繩半徑比較小時(shí)，磁繩可以在初始位置處快速調(diào)節(jié)到新的平衡，并且可以隨著磁場(chǎng)的浮現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)地演化，當(dāng)磁繩演化至某一臨界點(diǎn)時(shí)，災(zāi)變發(fā)生。當(dāng)磁繩半徑比較大時(shí)，磁繩找不到任何的平衡。災(zāi)變發(fā)生時(shí)，兩個(gè)電流方向相反的電流片以不同的形式形成（如圖二）：當(dāng)磁繩失衡后向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁繩會(huì)拉伸周圍方向相反的磁力線使之相互靠近形成第一個(gè)電流片；當(dāng)磁繩向周圍運(yùn)動(dòng)時(shí)擠壓了附近的磁場(chǎng)又會(huì)形成第二個(gè)電流片。兩個(gè)電流片內(nèi)的磁重聯(lián)影響了磁繩的受力過(guò)程，最終造成了失敗的爆發(fā)。這些結(jié)果表明，當(dāng)磁場(chǎng)是非對(duì)稱的且考慮非無(wú)力場(chǎng)效應(yīng)時(shí)，災(zāi)變依舊會(huì)發(fā)生，其后果是磁繩的橫移或非徑向爆發(fā)。

　　該工作獲得了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)（A）類研究項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目、云南省高層次人才培養(yǎng)支持計(jì)劃-云嶺學(xué)者項(xiàng)目、云南省太陽(yáng)物理科學(xué)家工作室項(xiàng)目的支持。數(shù)值模擬、算法開(kāi)發(fā)與圖像處理均完成于云南天文臺(tái)計(jì)算太陽(yáng)物理實(shí)驗(yàn)室。??

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圖一：初始磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖，包括：偶極子一和偶極子二（前者產(chǎn)生不隨時(shí)間改變的背景磁場(chǎng)，后者的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)用于模擬磁通量浮現(xiàn)）、磁繩（用于模擬日冕中的暗條結(jié)構(gòu)）以及磁繩的鏡像電流（與邊界條件有關(guān)）

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圖二：電流結(jié)構(gòu)演化圖，CS1和CS2為兩個(gè)電流方向相反、形成方式不同的電流片