太陽低層大氣多溫小尺度熱爆發形成機制揭示

記者24日從中國科學院云南天文臺獲悉，該臺研究人員近期揭示了太陽低層大氣多溫小尺度熱爆發的形成機制。國際期刊《天文學和天體物理學》發表了相關研究成果。

埃勒曼炸彈和紫外暴，是普遍存在于太陽低層大氣中的兩種小尺度磁重聯活動，也是目前能夠被觀測到的最小太陽爆發活動。二者尺寸和壽命相當，但形成過程中，等離子體溫度的增加和釋放的能量相差1到2個量級，大約有20%的紫外暴與埃勒曼炸彈相關。

此前，國外研究者基于數值模擬結果，提出一個豎直電流片的上下兩端分別對應著高溫的紫外暴和低溫的埃勒曼炸彈，這兩種小尺度活動可以形成于同一磁重聯過程，但它們始終分別位于中高色球和光球。而云南天文臺研究員倪蕾早期的一系列研究工作表明，只要重聯磁場大于500高斯，紫外暴也可以在低色球中產生，湍流磁重聯導致重聯區溫度和密度分布不均勻，高溫的紫外暴和低溫的埃勒曼炸彈或可混合出現在較低的色球中。

研究示意圖。云南天文臺供圖

在既有工作基礎上，云南天文臺太陽活動和日冕物質拋射理論研究團組博士研究生程冠沖與倪蕾研究員等人，研發了輻射冷卻和電離度隨時間演化的模塊，使磁能轉化為熱能、溫度隨時空演化過程等更加真實。他們還利用高精度輻射磁流體動力學數值模擬，研究了太陽低層大氣中新浮磁場與背景磁場發生磁重聯的精細物理過程。

與國外同行提出的模型不同，此項研究的模擬結果表明等離子體團不穩定性可以出現在兩種低層大氣小尺度活動中，如果重聯磁場足夠強，其引起的湍流磁重聯將導致這兩種小尺度活動在空間上交替混合出現在同一磁重聯過程中，為與埃勒曼炸彈相關的紫外暴這種多溫小尺度熱爆發的形成提供了一種新模型。