云南天文臺發(fā)現(xiàn)磁內(nèi)爆可以作為太陽感應暗條爆發(fā)之間的一種物理聯(lián)系
近期,中國科學院云南天文臺選址和日冕觀測組碩士研究生周承瑞等人通過多波段高分辨率觀測數(shù)據(jù),分析了一個扇面-脊(fan-spine)磁場位形下由于磁拓撲改變導致感應暗條爆發(fā)的觀測現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了磁內(nèi)爆可以作為感應暗條爆發(fā)之間的一種物理聯(lián)系。相關(guān)研究成果于12月9日發(fā)表在國際天文學期刊《天體物理學雜志》(The Astrophysical Journal)上。
扇面-脊磁場系統(tǒng)是日冕中常見的一種包含一個穹頂狀磁結(jié)構(gòu)、一個磁零點與內(nèi)外脊的特殊磁場結(jié)構(gòu),它通常出現(xiàn)在某一極性的磁場區(qū)域中包含反極性磁場的情況。
太陽上存在很多時間相近,產(chǎn)生于不同地點、并具有物理聯(lián)系的多次連續(xù)的太陽爆發(fā)活動,被稱為感應爆發(fā)。到目前為止,感應暗條爆發(fā)之間的物理聯(lián)系尚不清楚,亟待觀測來驗證。磁內(nèi)爆(magnetic implosion)是指太陽大氣的爆發(fā)活動(如耀斑、日冕物質(zhì)拋射等)在短時間內(nèi)將自己的能量拋射到日冕高層大氣中,造成爆發(fā)區(qū)域的磁壓減小的現(xiàn)象。研究表明,磁內(nèi)爆的表現(xiàn)主要為爆發(fā)時上覆環(huán)的先膨脹后收縮,可改變磁場的拓撲結(jié)構(gòu)。
周承瑞等人主要使用太陽光球磁場、極紫外波段數(shù)據(jù),通過非線性無力場外推方法得到了三維日冕磁場中一個完整的扇面-脊磁場結(jié)構(gòu),研究了在這個磁場位形下,間隔大約半個小時的兩次連續(xù)的感應暗條爆發(fā)活動。根據(jù)分析結(jié)果,他們認為第一個暗條爆發(fā)是由于兩個更小的迷你暗條重聯(lián)導致的,第二次暗條爆發(fā)則更可能是第一次暗條爆發(fā)過程中發(fā)生了磁內(nèi)爆,產(chǎn)生的磁壓的變化導致了扇面-脊的磁拓撲發(fā)生改變,從而使第二個暗條上方磁結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,最終觸發(fā)了圓環(huán)不穩(wěn)定性導致了第二次的暗條爆發(fā)。
周承瑞等人的研究說明感應暗條爆發(fā)之間的確具有明確的物理聯(lián)系,驗證了太陽磁活動的復雜性。另外,以往的研究都認為扇面-脊結(jié)構(gòu)作為一類重要磁拓撲特征已在太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射等大尺度爆發(fā)研究中獲得廣泛應用,該研究進一步指出扇面-脊的存在對理解噴流的產(chǎn)生機制亦具有重要意義。
該研究獲得了國家自然科學基金、云南省杰出青年科學基金、中國科學院西部青年學者項目等的支持。