太阳耀斑为什么会爆发?这个问题一直缺一块关键拼图。中国科学院云南天文台的研究人员在一场中等强度太阳耀斑中,拿到了螺度符号相反的两套磁系统发生磁重联的直接观测证据。
相关成果发表在国际期刊《天体物理学杂志》上。云南天文台于9月26日宣布了这一进展。
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两套"拧法相反"的磁场
要理解这项发现,先得认识一个词:磁螺度。它描述的是磁力线的扭转、缠绕和连结,是认识日冕磁场的重要物理量。
过去的研究主要盯着同一磁系统内部,或者磁通绳下方的磁重联。而螺度符号相反的两套磁系统之间如何相互作用、是否参与太阳爆发,一直缺少直接观测证据。
这次研究给出的答案是:它们确实会"接上头"。
爆发过程中发生了什么
研究团队把 NVST、CHASE / HIS、SDO 和 ASO-S 等设备的多波段观测资料拼在一起,再结合日冕磁场外推和磁力线螺度分析,对一次 M 级太阳耀斑做了完整复盘。
结果发现,爆发源区同时存在两套磁系统:低层是正螺度核心磁场,上覆是负螺度磁拱。爆发过程中,两套磁系统的磁力线连通关系发生明显改变,还伴随远端色球增亮等现象。
这些结果共同支持一个判断——螺度符号相反的磁系统发生了重联。
它可能改变了什么
进一步分析表明,反螺度磁重联能够重构日冕磁场,并可能削弱上覆磁场的约束,促进爆发磁场失稳,同时参与能量和粒子的远距离输运。
太阳耀斑是太阳大气中剧烈的能量释放过程,通常伴随磁场结构快速变化,并可能引发日冕物质抛射。这项研究为理解复杂磁场中的太阳爆发提供了新的认识。
研究团队下一步的计划是结合更多耀斑事件和数值模拟,进一步检验反螺度磁重联在太阳爆发触发、演化和能量输运中的普遍作用。
论文第一作者为中国科学院云南天文台的硕士研究生常津睿,通讯作者为云南天文台的毕以研究员,合作者包括杨波、洪俊超、杨家艳和王清梅。
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