科技日報記者 趙漢斌 通訊員 陳艷
記者19日從中國科學(xué)院云南天文臺獲悉，該臺撫仙湖太陽觀測與研究基地薛志科副研究員和閆曉理研究員等人發(fā)現(xiàn)，小尺度磁重聯(lián)是導(dǎo)致太陽黑子快速失蹤的一種有效方式，研究成果發(fā)表在國際天文學(xué)期刊《天體物理學(xué)快報》上。
太陽黑子是太陽表面一塊磁場強而溫度低的黑暗區(qū)域，它的形成和消失往往是太陽磁場演化的結(jié)果，因此，它對理解太陽磁場的起源和太陽活動周起到至關(guān)重要的作用，然而，人們至今還不清楚太陽黑子是如何從太陽表面衰退或消失的。
研究人員觀測到小尺度磁重聯(lián)導(dǎo)致太陽黑子快速失蹤。云南天文臺供圖
磁重聯(lián)是宇宙等離子體中普遍存在的一種磁能釋放現(xiàn)象，由兩組方向相反的磁力線相互靠近并相互作用，重新聯(lián)接而形成新磁力線的物理過程，其間磁能轉(zhuǎn)化成了等離子體的動能和熱能。太陽是研究磁重聯(lián)的最佳實驗室，因為磁重聯(lián)往往被認(rèn)為是觸發(fā)太陽爆發(fā)活動的主要原因之一，特別是磁重聯(lián)還可能和日冕加熱這一太陽未解之謎相關(guān)。
利用云南天文臺撫仙湖太陽觀測與研究基地一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡和美國太陽動力學(xué)天文臺等觀測的高分辨率數(shù)據(jù)，薛志科等人發(fā)現(xiàn)該事件于2020年10月26日發(fā)生在太陽上很小的區(qū)域內(nèi)，一個正磁極小黑子逐漸形成，并靠近另一個早期存在的負(fù)磁極小黑子，隨后它們逐漸變小，最終從太陽表面消失。通過計算正磁極黑子的面積和磁通量衰退速率，發(fā)現(xiàn)其消失過程屬于快速模式。此外，在太陽色球?qū)雍腿彰釋?，一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡和太陽動力學(xué)天文臺都清晰地觀測到一個小尺度磁重聯(lián)過程，它發(fā)生在分別扎根于負(fù)磁極和正磁極的兩組磁環(huán)之間，最終形成了位于光球?qū)又系囊唤M新磁環(huán)，而利用非線性無力場外推方法重構(gòu)出的磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也證明了磁重聯(lián)的發(fā)生。
薛志科等人推斷太陽黑子的失蹤過程首先是由小尺度磁重聯(lián)驅(qū)動的，隨后連接太陽黑子負(fù)磁極和正磁極的磁環(huán)下沉并躲進(jìn)了太陽光球?qū)酉旅?，最終導(dǎo)致人們無法觀測到太陽黑子了。因此，磁重聯(lián)是導(dǎo)致太陽黑子快速失蹤的有效機制。
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