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中外科学家在太阳耀斑磁重联研究中取得重要进展

西藏自治区科学技术厅: sti.xizang.gov.cn 2022年02月11日 来源:新华社 作者:

新华社昆明2月10日电(记者 林碧锋)记者10日从中国科学院云南天文台获悉,中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地在磁重联的精细物理过程研究方面取得重要进展,研究人员首次在太阳耀斑中发现具有扭缠结构磁岛形成的快速磁重联。相关研究成果于近日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。

这是中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测站一米新真空太阳望远镜(2020年7月25日摄)。新华社发(中国科学院云南天文台供图)

该成果由中国科学院云南天文台、哈尔滨工业大学(深圳)、德国波茨坦大学、英国圣安德鲁斯大学、中国科学院国家天文台和中国科学院国家空间科学中心等单位的学者合作完成。

据论文第一作者、中国科学院云南天文台研究员闫晓理介绍,磁重联是两组具有反向分量的磁力线相互靠近并重新连接的物理过程。在这一过程中,磁力线会在电流片处湮灭,使磁能转化为等离子体的动能、热能、辐射能等。磁重联是宇宙中普遍存在的等离子体中一种基本的磁能快速释放过程,在天体物理、空间物理和实验室等离子体物理中扮演着极为重要的角色。

研究人员主要利用云南天文台抚仙湖太阳观测站一米新真空太阳望远镜的高时间和高空间分辨率数据,结合多个国外空间卫星数据,详细研究了发生在2014年2月2日的大太阳耀斑事件。在此次事件中,一米新真空太阳望远镜观测到迄今为止最完整的磁重联特征。同时,卫星光谱数据显示磁重联电流片中有非常强的非热辐射。极紫外观测发现电流片中有大量等离子团(磁岛)形成。研究人员通过数据驱动的高分辨率数值模拟,重现等离子团的形成过程,并证实这些等离子团是具有强缠绕结构的小磁绳。

闫晓理说,该研究揭示了太阳耀斑中快速磁重联的精细物理过程,进一步加深了对磁重联这一基本物理过程的认识,对研究太阳活动的物理特性和活动规律具有重要意义,也为研究其他天体的耀发现象和高能辐射、空间物理以及实验室等离子体物理中的磁能耗散提供重要参考。

该项研究历时多年,得到国家自然科学基金委员会、中国科学院及云南省多项研究基金和项目的资助。

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