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太阳耀斑电流片内湍流加热机制有新说

作者:转载 日期:2020-07-07 09:59:00 点击数:

耀斑电流片内湍流加热在太阳爆发过程中无处不在,它对能量的快速释放和复杂热结构的形成至关重要。近日,中国科学院云南天文台的研究人员通过高分辨率的磁流体动力学数值实验,为EUV波段观测到的耀斑电流片内的湍动辐射特征提供了更深入的理论解释。

云南天文台叶景博士介绍,在太阳爆发过程中,往往会在日冕中形成一个高温耀斑结构和与之相连的细长电流片,同时会通过磁重联释放出相当于几十亿颗巨型氢弹同时爆炸的巨大能量,还能有效提高能量释放效率。但耀斑电流片内不同区域的湍流性质和加热等离子体的机制仍需进一步研究,这对人们了解太阳甚至是恒星爆发的理解,具有重要的科学价值。

图源:《空间天气与空间气候》

叶景及其合作者利用标准耀斑模型,分析了多重终止激波的形成和磁岛碰撞过程,它们促使耀斑环顶区域明显湍动,还会把局部等离子体加热到更高的温度。当电流片发展区域足够长时,其内部的湍流就呈各向异性,并由级联重联占主导;而耀斑环顶的湍流呈各向同性,并由湍流重联占主导。

他们发现,在基于模拟数据合成的多波段观测图像上,耀斑环顶的间歇性辐射强度增强与当地的湍流结构相关,可以确认此事件中分形和湍流重联的共同作用。另外,他们还发现在耀斑环上方扇形结构中的准周期震荡,可能与磁岛碰撞产生的纽缠模震荡相关,但这一扇形结构中的等离子体被湍流加热的过程,也提供了非常重要的震荡来源。

这也是研究团队在研究太阳爆发中大尺度湍流性质和自主开发开源程序模块后的又一新进展,国际著名天文学期刊《天体物理学杂志》发表了这一研究成果。



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