云南天文臺(tái)揭示太陽紫外暴形成機(jī)制

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太陽紫外暴，是太陽界面區(qū)成像光譜儀衛(wèi)星(IRIS)近年最重要的新發(fā)現(xiàn)之一，也是太陽觀測的又一前沿問題。記者7日從中國科學(xué)院云南天文臺(tái)了解到，近期該臺(tái)研究人員在太陽紫外暴理論研究方面獲得重要進(jìn)展，證明了太陽高溫紫外暴可形成于高密度、低溫的低色球。國際期刊《天文學(xué)和天體物理學(xué)》發(fā)表了相關(guān)成果。

太陽紫外暴形成機(jī)制研究示意圖。云南天文臺(tái)供圖

云南天文臺(tái)研究員倪蕾和博士研究生程冠沖等科研人員，運(yùn)用磁流體力學(xué)模擬研究了太陽紫外暴的形成機(jī)制。結(jié)果表明，約為2萬度以上高溫的太陽紫外暴，可以在高密度、幾千度低溫的低色球中產(chǎn)生。撕裂模不穩(wěn)定性磁重聯(lián)引起的小尺度激波等局部壓縮加熱，是熱能產(chǎn)生的主要物理機(jī)制。在磁場強(qiáng)度高達(dá)500高斯的情況下，磁重聯(lián)區(qū)域產(chǎn)生的熱能平均功率密度，可與紫外暴產(chǎn)生時(shí)所釋放能量的平均功率密度相當(dāng);當(dāng)重聯(lián)磁場超過900高斯時(shí)，即便是在溫度極小的區(qū)域附近，也能形成每秒100公里以上的相應(yīng)寬譜線輪廓，與觀測結(jié)果一致。

多波段的觀測結(jié)果表明，太陽低層大氣磁重聯(lián)，很可能是導(dǎo)致紫外暴產(chǎn)生的主要物理機(jī)制，倪蕾等人早期的部分電離環(huán)境下磁重聯(lián)數(shù)值模擬研究結(jié)果，也證明了這個(gè)觀點(diǎn)。然而，太陽低層大氣是高度重力分層的，低色球和中高色球的等離子體環(huán)境差別很大，紫外暴是否能像低溫磁重聯(lián)事件的埃勒曼炸彈一樣，產(chǎn)生于低色球仍然有爭議。

此番研究，引入目前被認(rèn)為最接近真實(shí)情況的色球輻射模型，以及隨時(shí)間演化的氫和氦的電離度。在高精度的數(shù)值模擬中，得以考察到電子-中性粒子碰撞而導(dǎo)致的磁擴(kuò)散、離子-中性粒子分離而導(dǎo)致的雙極擴(kuò)散等小尺度物理機(jī)制，為了解太陽高溫紫外暴形成機(jī)制提供了重要理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 云南天文臺(tái) 數(shù)值模擬 平均功率 結(jié)果表明 低層大氣