IT之家 6 月 26 日消息,中國科學院云南天文臺洪俊超副研究員及其合作者,首次在太陽日冕亮點(Coronal Bright Point, CBP)中觀測到振蕩磁重聯(oscillatory magnetic reconnection)的直接證據。
這一發現為深入理解太陽小尺度結構中的能量釋放過程與日冕加熱機制提供了關鍵物理支撐。相關研究成果已于 6 月 18 日發表在國際天體物理權威期刊《The Astrophysical Journal》上。
日冕亮點是廣泛分布于太陽日冕層的細小輻射增強區域,典型直徑小于 30 角秒,由多個微型冕環構成,壽命一般為數小時。盡管體積微小,這些結構卻是太陽磁能釋放的重要場所,被視為太陽表面的“微型活動區”,因而也是研究太陽磁活動和加熱機制的理想窗口。
磁重聯是等離子體物理中普遍存在的基本過程,表現為磁場拓撲結構突變并伴隨磁能快速釋放。而所謂“振蕩磁重聯”是一種特殊的重聯模式,其特征在于重聯過程中流入區與流出區的方向發生周期性交替,形成整體磁拓撲結構保持穩定、但磁能以“拉鋸”式方式周期性釋放的現象。此前,該過程多存在于理論模型與數值模擬中,缺乏直接觀測支撐。
研究團隊利用 Solar?Orbiter 探測器在 2023 年 4 月 10 日距離太陽 0.293 AU(約 4380 萬公里)處獲取極紫外成像數據,在太陽寧靜區的一個 CBP 中識別出兩個階段的電流片演化過程:
- 第一階段,電流片 C1 沿某一方向發展,約 10 分鐘內伸展至 2.4?Mm 后收縮至磁零點(null point);
- 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 4?Mm 后逐漸消失(圖 1)。
兩階段重聯過程均伴隨明顯的等離子體流動和溫度升高,特別是 CBP 亮度與 C1 / C2 長度變化高度一致,呈現出約 20 分鐘的衰減振蕩(圖 2),表明磁能正在周期性地向熱能和動能轉化,這正是振蕩磁重聯的典型表現。
▲圖 1: Solar Obiter174 ? 圖像中捕捉到的日冕亮點及振蕩重聯過程。磁重聯沿電流片 C1 向 C2 反轉
▲圖 2,亮點不同波段亮度變化(綠、黑和藍)與重聯電流片長度變化(粉)
這一發現拓展了對太陽小尺度結構能量釋放行為的認識,揭示了日冕亮點維持高溫的可能新機制。研究團隊指出,持續的振蕩重聯可能扮演一種“磁內燃機”的角色,通過不間斷但節律性的磁能釋放,在維持整體磁拓撲穩定的前提下,為亮點或其它小尺度結構持續供能并實現準周期性加熱。未來將進一步探討該機制在時間尺度和空間尺度上的普遍性,以及其在空間天氣模型中的潛在應用。
IT之家附論文鏈接:
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.