云南天文台揭示太阳紫外暴形成机制
(资料图片仅供参考)
太阳紫外暴,是太阳界面区成像光谱仪卫星(IRIS)近年最重要的新发现之一,也是太阳观测的又一前沿问题。记者7日从中国科学院云南天文台了解到,近期该台研究人员在太阳紫外暴理论研究方面获得重要进展,证明了太阳高温紫外暴可形成于高密度、低温的低色球。国际期刊《天文学和天体物理学》发表了相关成果。
太阳紫外暴形成机制研究示意图。云南天文台供图
云南天文台研究员倪蕾和博士研究生程冠冲等科研人员,运用磁流体力学模拟研究了太阳紫外暴的形成机制。结果表明,约为2万度以上高温的太阳紫外暴,可以在高密度、几千度低温的低色球中产生。撕裂模不稳定性磁重联引起的小尺度激波等局部压缩加热,是热能产生的主要物理机制。在磁场强度高达500高斯的情况下,磁重联区域产生的热能平均功率密度,可与紫外暴产生时所释放能量的平均功率密度相当;当重联磁场超过900高斯时,即便是在温度极小的区域附近,也能形成每秒100公里以上的相应宽谱线轮廓,与观测结果一致。
多波段的观测结果表明,太阳低层大气磁重联,很可能是导致紫外暴产生的主要物理机制,倪蕾等人早期的部分电离环境下磁重联数值模拟研究结果,也证明了这个观点。然而,太阳低层大气是高度重力分层的,低色球和中高色球的等离子体环境差别很大,紫外暴是否能像低温磁重联事件的埃勒曼炸弹一样,产生于低色球仍然有争议。
此番研究,引入目前被认为最接近真实情况的色球辐射模型,以及随时间演化的氢和氦的电离度。在高精度的数值模拟中,得以考察到电子-中性粒子碰撞而导致的磁扩散、离子-中性粒子分离而导致的双极扩散等小尺度物理机制,为了解太阳高温紫外暴形成机制提供了重要理论基础。
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