日冕亮點廣泛分布于太陽日冕層細小輻射增強區(qū)域，其典型直徑小于30角秒，并由多個微型冕環(huán)構(gòu)成，壽命通常為數(shù)小時。盡管日冕亮點體積微小，但這些結(jié)構(gòu)是太陽磁能釋放的重要場所。因此，其被學(xué)界視為太陽表面的“微型活動區(qū)”與研究太陽磁活動、加熱機制的理想窗口。
磁重聯(lián)是等離子體物理中普遍存在的基本過程，其表現(xiàn)為磁場拓撲結(jié)構(gòu)突變并伴隨大量磁能快速釋放。“振蕩磁重聯(lián)”是特殊重聯(lián)模式，其特征在于重聯(lián)過程中流入?yún)^(qū)與流出區(qū)方向發(fā)生周期性交替，整體磁拓撲結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，但磁能以“拉鋸”式方式周期性釋放的現(xiàn)象。此前，該過程大多存在于理論模型與數(shù)值模擬中，缺乏直接觀測支撐。
近日，中國科學(xué)院云南天文臺副研究員洪俊超團隊等首次在太陽日冕亮點中觀測到振蕩磁重聯(lián)的直接證據(jù)。這一發(fā)現(xiàn)為深入理解太陽小尺度結(jié)構(gòu)能量釋放過程與日冕加熱機制提供了關(guān)鍵物理支撐。
研究人員利用Solar?Orbiter探測器2023年4月10日在距離太陽0.293AU處獲取的極紫外成像數(shù)據(jù)，在太陽寧靜區(qū)一個日冕亮點中識別出電流片演化過程的兩個階段——第一階段，電流片C1沿某一方向發(fā)展，約10分鐘內(nèi)伸展至2.4Mm，后收縮至磁零點；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4Mm，后逐漸消失。研究發(fā)現(xiàn)，兩個階段重聯(lián)過程均伴隨明顯的等離子體流動和溫度升高。同時，日冕亮點亮度與C1/C2長度變化高度一致，呈現(xiàn)約20分鐘的衰減振蕩，這表明磁能在周期性地向熱能和動能轉(zhuǎn)化，符合振蕩磁重聯(lián)典型表現(xiàn)。進一步，研究指出，持續(xù)的振蕩重聯(lián)或扮演“磁內(nèi)燃機”角色，即通過不間斷、節(jié)律性的磁能釋放，在維持整體磁拓撲穩(wěn)定的前提下，為亮點或其他小尺度結(jié)構(gòu)持續(xù)供能并實現(xiàn)準周期性加熱。
這一研究拓展了學(xué)界對太陽小尺度結(jié)構(gòu)能量釋放行為的認識，揭示了日冕亮點維持高溫的新可能機制。下一步，研究團隊將探討該機制在時間尺度和空間尺度上的普遍性及其在空間天氣模型中的潛在應(yīng)用。
近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、云南省等的支持。
論文鏈接
Solar?Obiter 174 ?圖像中捕捉到的日冕亮點及振蕩重聯(lián)過程
亮點不同波段亮度變化（綠、黑和藍）與重聯(lián)電流片長度變化（粉）
本文鏈接：科研人員首次在日冕亮點中發(fā)現(xiàn)振蕩磁重聯(lián)現(xiàn)象http://www.sq15.cn/show-12-1370-0.html
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