每日关注!中科院云南天文台在太阳紫外暴理论研究方面获进展

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云南天文台太阳活动与CME理论研究团组运用磁流体力学模拟研究了太阳紫外暴的形成机制。研究结果表明，高温太阳紫外暴（约为20000度以上）可以在高密度、低温（几千度）的低色球中产生。撕裂模不稳定性磁重联引起的小尺度激波等局部压缩加热是热能产生的主要物理机制，在重联磁场强度高达500高斯的情况下，磁重联区域产生的热能平均能量密度可达到1000尔格每立方厘米每秒，与紫外暴产生时所释放的平均能量密度相当；当重联磁场超过900高斯时，即便是在温度极小区附近也能形成100km/s以上的多峰Si IV宽谱线轮廓，与观测结果一致。相关研究成果发表在《天文学和天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）上, 该项研究工作主要由倪蕾研究员和博士研究生程冠冲等人完成。

紫外暴是太阳界面区成像光谱仪卫星（IRIS）最重要的发现之一，多波段的观测结果表明太阳低层大气磁重联很可能是导致紫外暴产生的主要物理机制，倪蕾研究员早期的部分电离环境下的磁重联数值模拟研究结果证明了这个观点。然而，太阳低层大气是高度重力分层的，低色球和中高色球的等离子体环境差别很大，紫外暴是否能像低温磁重联事件埃勒曼炸弹一样产生于低色球仍然有争议。

该研究工作中引入了目前被认为最接近真实情况的色球辐射模型和随时间演化的氢和氦的电离度，高精度的数值模拟使得电子-中性粒子碰撞而导致的磁扩散、离子-中性粒子分离而导致的双极扩散等小尺度物理机制被考察，研究结果证明了太阳高温紫外暴可以形成于高密度、低温的低色球。

该研究成果得到了国家自然科学基金面上项目、中国科学院青年创新促进会优秀会员人才项目、云南省高层次人才培养支持计划-青年拔尖人才项目、云南省太阳物理科学家工作室、云南省太阳物理和空间科学重点实验室等项目的支持。

论文链接

上图左边为磁重联区域在三个不同时刻的温度分布图（900G），中间为沿着电流片方向不同时刻合成的Si IV谱线的轮廓分布图（900G），右边为磁重联区域不同加热机制贡献的平均能量密度（500G，Qcomp代表局部压缩加热机制）