奇特的太阳暗条被磁力切断并爆发:云南天文台记录清晰过程

  太阳表面的细长暗条纹引人注目而又令人捉摸不透。它可能会突然消失,也可能突然爆发,像其他太阳活动爆发一样给地球带来磁场干扰或美丽极光。

  中国科学院云南天文台近日发表在国际顶尖天文学杂志《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)上的一项研究,清晰地披露太阳表面一个小暗条被不对称磁重联切断并爆发的完整过程。

  太阳暗条与日珥是同一事物的阴阳两面,从本质上是悬浮在高温、稀薄的太阳日冕大气中的等离子团,依靠磁场结构支撑。一般来说这些等离子体比周围日冕环境的温度低100倍,密度高100倍,因此在太阳表面投射出暗条纹。但如果处于太阳边缘,以深空为背景,就会明亮如烟花,仿佛在太阳侧面勾勒出的“耳朵”。

  2015年,科学家们曾记录到有史以来最长的暗条,达到100万公里以上,超过太阳半径。

  


  太阳暗条爆发

  暗条研究一直是太阳物理里的重要课题,云南天文台利用抚仙湖一米新真空太阳望远镜揭开了不少谜团,例如这些低温等离子体是怎么抬升到日冕大气中,又是如何触发爆发的。

  这次,副研究员薛志科和研究员闫晓理等报告的是一个尺度比较小的暗条被不对称磁重联切断并爆发的事件,发生在2015年10月23日。

  


  太阳暗条被不对称磁重联切断并爆发的完整过程

  磁重联是由两组方向相反的磁力线相互靠近并重新连接从而形成新磁力线的物理过程。这是太阳上一个基本且非常重要的快速释放磁能机制,太阳爆发事件几乎都和磁重联有着一定联系,例如耀斑、暗条爆发、日冕物质抛射、喷流等等。

  


  磁重联示意图

  不同于经典磁重联中的相向运动,在这次天文现象中,暗条和磁环同时向同一个方向运动,随后它们之间发生磁重联并且形成了一个典型的电流片,被称为不对称磁重联。

  最后,等离子体以旋转喷流的形式被注入到新形成的磁环之中。

  另外,H-alpha多普勒图像上还显示,在整个磁重联过程当中,磁重联区的等离子体都表现为红移特征,这可能与磁拓扑结构有关。

  由于受观测设备分辨率的限制,全球天文科学界对小尺度磁重联的观测研究还非常少,此次研究对于小尺度磁重联过程以及太阳暗条形成与爆发机制具有重要意义。


(责任编辑:杜格丽)
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