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    我国学者与海外合作者在磁重联研究方面取得进展

    日期 2022-02-18   来源:数理科学部   作者:刘强 闫晓理 刘忠  【 】   【打印】   【关闭

    图 一米新真空望远镜(NVST)和太阳动力学天文台(SDO)高分率观测和数值模拟的磁重联过程,揭示了太阳耀斑中快速磁重联的电流片内磁岛的三维结构和演化

      在国家自然科学基金项目(批准号:11873087、11973084、11803085、U1831210)等资助下,中国科学院云南天文台闫晓理研究员团队与国内外合作者首次在太阳耀斑中发现具有扭缠结构磁岛形成的快速磁重联,研究成果以“太阳耀斑中的磁岛调制快速磁重联(Fast plasmoid-mediated reconnection in a solar flare)”为题,于2022年2月2日在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-28269-w。

      磁重联是两组具有反向分量的磁力线相互靠近并重新连接的物理过程。在这一过程中,磁力线会在电流片处湮灭(磁耗散区),使磁能转化为等离子体的动能、热能、辐射能等。磁重联是宇宙普遍存在的等离子体中一种基本的磁能快速释放过程,在天体物理、空间物理和实验室等离子体物理中扮演着极为重要的角色。

      闫晓理研究员团队主要利用云南天文台抚仙湖太阳观测站一米新真空太阳望远镜(NVST)的高时间和高空间分辨率数据,结合空间望远镜太阳动力学天文台(SDO)的多波段观测,Hinode/EIS光谱以及RHESSI、GOES等卫星的X射线数据,并联合自主发展的高精度数值模拟,详细研究了发生在2014年2月2日活动区11967中的大太阳耀斑事件。在此次事件中,一米新真空望远镜观测到了迄今为止最完整的磁重联特征:磁重联入流和出流、新形成磁环和电流片、高温的尖角结构、沿四个方向的下落流等。Hinode/EIS光谱数据也揭示了电流片中有非常强的非热辐射。高分辨率的紫外观测还发现大量等离子团(磁岛)在电流片中形成。进一步通过数据驱动的高分辨率数值模拟,重现了电流片中磁岛的形成过程,并证实磁岛是具有强缠绕结构的小磁绳(图)。

      该研究揭示了太阳耀斑中快速磁重联的精细物理过程,进一步加深了对磁重联这一基本物理过程的认识,对研究太阳活动的物理特性和活动规律具有重要意义,也为研究其他天体(类太阳恒星、中子星、黑洞等)的耀发现象和高能辐射、空间物理以及实验室等离子体物理中的磁能耗散提供重要的参考。




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