日冕加熱與太陽風起源關鍵謎題破解
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科技日報昆明4月12日電 (記者趙漢斌)記者12日從中國科學院云南天文臺獲悉,該臺聯(lián)合印度、英國科研團隊,在冕洞區(qū)日冕加熱和太陽風起源研究中取得重要進展,為破解恒星大氣加熱機制提供全新依據(jù)。相關成果發(fā)表在國際期刊《天體物理學雜志快報》上。
太陽最外層大氣日冕的溫度比表面高出數(shù)百倍,這一反?,F(xiàn)象長期困擾學界。冕洞是日冕中磁力線開放的區(qū)域,也是高速太陽風的重要源頭,因密度與溫度偏低,在極紫外觀測中呈現(xiàn)黑色“空洞”形態(tài)。針狀體是遍布太陽色球的細長瞬時增亮現(xiàn)象,是連接太陽表面與日冕的物質(zhì)能量通道,但其對加熱日冕、形成太陽風的具體作用一直未被明確。
云南天文臺研究員倪蕾、林雋等人牽頭,通過模擬研究,首次完整復現(xiàn)從太陽對流區(qū)到低日冕層,由對流湍流自激發(fā)到針狀體自發(fā)生成的全物理過程。模擬顯示,對流與湍流運動引發(fā)小尺度磁重聯(lián)與激波結(jié)構(gòu),共同驅(qū)動針狀體周期性生成。針狀體上升時攜帶進入日冕的等離子體流,會在當?shù)爻掷m(xù)激發(fā)慢模波與激波,所攜帶的能量流通過熱傳導與壓縮被有效耗散,直接加熱低日冕。與傳統(tǒng)認知不同,這些慢模波并非在太陽低層大氣產(chǎn)生后傳播上來,而是由針狀體上升流在低日冕局地重新激發(fā)。
研究團隊結(jié)合衛(wèi)星高分辨率觀測數(shù)據(jù),在冕洞區(qū)發(fā)現(xiàn)準周期向上傳播的擾動,其速度、出現(xiàn)時機與針狀體上升階段高度吻合。數(shù)值模擬與觀測結(jié)果相互印證,首次確認慢模波與激波可在開放磁場區(qū)有效加熱日冕,打破了“慢模波對日冕加熱作用微小”的傳統(tǒng)結(jié)論。這一成果不僅豐富了日冕加熱理論體系,也為研究類太陽恒星及小質(zhì)量恒星的星冕加熱、星風起源提供了重要參考。
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