科技日報昆明9月1日電 (記者趙漢斌)記者1日從中國科學(xué)院云南天文臺獲悉,該臺研究團隊通過高分辨率的磁流體動力學(xué)模擬,成功揭示了太陽低層大氣中一種前所未有的快速磁重聯(lián)現(xiàn)象。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《天體物理學(xué)》上。
磁重聯(lián)這一頗為神秘的物理過程,在宇宙中極為普遍。它發(fā)生在磁化等離子體中,當磁場結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時,磁能會轉(zhuǎn)化為等離子體的動能和熱能,并加速高能帶電粒子。這一過程對于解釋宇宙中的各種磁能釋放現(xiàn)象至關(guān)重要。
云南天文臺研究員倪蕾、林雋和阿卜杜拉-扎法爾博士等人聚焦太陽低層大氣這一特殊環(huán)境,利用單流體輻射磁流體力學(xué)模擬技術(shù),深入研究了從光球到日冕底部不完全電離區(qū)域的動態(tài)磁重聯(lián)過程。他們發(fā)現(xiàn),在這一環(huán)境中,磁重聯(lián)過程并非一成不變,而是會經(jīng)歷從等離子體團不穩(wěn)定性主導(dǎo)的磁重聯(lián)到爆發(fā)式的動態(tài)佩切克式磁重聯(lián)的轉(zhuǎn)變。
這種轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵,在于磁重聯(lián)過程中等離子體溫度和密度的顯著下降。當主X點的等離子體溫度和密度突然降低時,會導(dǎo)致壓力衰減和磁擴散系數(shù)的增加,從而觸發(fā)更快的動態(tài)佩切克式磁重聯(lián)。研究團隊發(fā)現(xiàn),這種新型磁重聯(lián)獲得的最大重聯(lián)速率能夠達到0.06以上,明顯高于離子體不穩(wěn)定性這種目前主流的快磁重聯(lián)模型所預(yù)測的重聯(lián)率。
據(jù)介紹,這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了太陽低層大氣中快速磁重聯(lián)的物理機制,獲得與觀測結(jié)果相近的極大磁重聯(lián)速率,還為理解其他非完全電離環(huán)境中的磁能釋放過程提供了新的視角。
(責(zé)任編輯:蔡文斌)