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云南天文台等发现部分电离太阳低层大气存在等离子团不稳定性磁重联

2024-05-28 17:21:54浏览:352来源:云南天文台   

中国科学院云南天文台太阳活动和CME理论研究团组及合作者,运用多波段高分辨观测和数值模拟相结合的研究方法,为等离子体团不稳定性磁重联存在于太阳低层大气部分电离环境下提供了清晰而全面的证据。近期,相关研究成果以Evidence for Plasmoid–mediated Magnetic Reconnection during a Small–scale Flare in the Partially Ionized Low Solar Atmosphere为题,发表在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。

等离子体实验室、地磁层已探测到等离子体团不稳定性磁重联,同时,大量的高分辨率观测数据发现了大尺度太阳活动如CME-耀斑电流片存在远离和朝向太阳表面运动的等离子体团结构。尽管部分电离磁重联数值模拟结果表明等离子体团不稳定性存在于太阳低层大气的低温磁重联过程,但因观测手段的限制,缺少证明部分电离环境下的重联过程存在等离子体团不稳定性的观测证据。

该研究利用美国大熊湖天文台的高分辨率Hα波段的观测资料,结合美国太阳动力学天文台的观测数据、磁场外推以及高精度的二维数值模拟,对一个横跨太阳低层大气和低日冕区域的小尺度磁重联事件进行追踪和诊断。在一个长约2Mm的小尺度电流片中,科研人员在Hα线翼的成像观测中发现了尺度约为150km的等离子体团状结构,其向下运动,最大速度为24 km s-1,进而与重联后环区域作用速度减小,导致该区在多个波段增亮形成耀斑。同时,磁流体力学数值模拟进一步证实了这一物理场景。

上述成果推进了部分电离环境下磁重联机制的研究工作,并为等离子体团不稳定性普遍存在于太阳爆发活动以及从低色球到日冕中不同尺度的太阳耀斑统一模型填补了关键一环。

研究工作得到国家自然科学基金面上项目、中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项、中国科学院青年创新促进会优秀会员人才项目、云南省高层次人才培养支持计划-青年拔尖人才项目、云南省基础研究计划重点项目,以及云南省太阳物理科学家工作室和云南省太阳物理和空间科学重点实验室等的支持。数值计算在云南天文台计算太阳物理实验室完成。

三个不同时刻的重联区域的观测结果

(责任编辑:CHINALASER)
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