云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地在小尺度磁重联电流片观测研究上取得新突破,博士生陈何超及其团队成功捕捉并分析了两起小尺度磁重联事件的电流片形成过程,揭示了驱动此类现象发生的关键物理机制。这些发现已发表在国际权威期刊《天体物理学杂志》上,为理解太阳大气中复杂的磁化过程提供了新的见解。
磁重联是太阳活动中的一个核心过程,它能够迅速转移富含能量的磁场,从而引发多种规模不同的爆发活动和日冕加热。此一过程通过反向平行磁力线先相互靠近再“断开”然后“重新连接”,这正是等离子体与主流强烈磁场之间解耦效应带来的结果。
传统理论认为,仅在特定的非理想条件下,这一复杂现象才会发生,而电流片作为其前提,是理解这个过程至关重要的一环。然而,由于目前技术限制,对于小尺度内层空间中的这种现象仍然知之甚少,尤其是关于触发这一过程的小尺寸电流片形成和原因更是不为人知。
陈何超及同事们利用NOAA 12494活动区域附近两个相似的微型重联事件进行细致分析,他们发现每一次都由失稳旋转迷你暗条所驱动,并且发生在由反平行构成的X型结构内部。当这些失去稳定性的旋转迷你暗条不断压迫反向平行磁场时,小尺寸电流片逐渐聚集于X型结构中心,并随着长度增加、温度升高,最终导致了明显等离子体加热和新的连接点出现。
值得注意的是,在电流片尖端附近,一连串高速喷射出的等离子团被观察到,这可能意味着微观不稳定性(tearing-mode instability)正在小尺寸内层空间中展开,该发现为我们提供了解释这一现象完整物理图景的手段。
该项目获得国家自然科学基金和中国科学院前沿科技研 究计划的大力支持。这项工作对深入探究宇宙环境中的复杂物理进程具有重要意义,为未来太阳科学领域的发展奠定基础。