揭示太阳耀斑环上方的高温扇形结构的形成和演化

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2021-05-21

记者12日从中国科学院云南天文台获悉,该台叶景博士与洛阳师范大学蔡强伟博士共同完成的一项最新数值模拟研究,发现太阳耀斑环上方的高温扇形结构的形成和演化,与电流片内的湍动过程息息相关。

天文学权威期刊《天体物理学杂志》发表了这一成果。

太阳爆发是太阳系中最剧烈的能量释放过程,往往伴随着日冕物质抛射和耀斑现象。 观测发现,耀斑环上方存在着混沌的高温等离子体结构,温度在1000万K左右,被称作拱上方扇形结构。 其空间位置通常与硬X射线、射电辐射和微波辐射源的位置一致,但拱上方扇形结构内的精细等离子体结构,以及如何被加热到如此高的温度,仍然是未解之谜,亟待进一步研究。 研究人员基于标准耀斑模型,加入更真实的热传导和辐射冷却过程,同时利用维的高分辨率磁流体动力学模拟,分析了拱上方扇形结构的热力学行为,并探讨了在极紫外观测中探测终止激波的潜在可能。

在对拱上方扇形结构内等离子体的运动轨迹和温度的分析结果表明,这一结构中的物质来源于日冕,并在磁重联电流片中被加热。

同时,拱上方扇形结构的高度在整个重联过程也会经历一个先下降后上升的趋势,这主要是洛伦兹力和压力梯度力的不平衡导致的。

另一方面,在极紫外观测合成图像里,由于视角不同,终止激波周围的辐射会导致强度的巨大变化。 因此,有赖于较好的视角,研究人员可能在极紫外观测中找到终止激波存在的证据。

这项研究获得了国家自然科学基金面上项目和重点项目的支持。

数值模拟、算法开发和图像数据处理均在云南天文台计算太阳物理实验室完成。 (记者赵汉斌通讯员陈艳)责任编辑:kj005。