近期,中國科學院云南天文臺選址和日冕觀測組碩士研究生周承瑞等人通過多波段高分辨率觀測數據,分析了一個扇面-脊(fan-spine)磁場位形下由于磁拓撲改變導致感應暗條爆發的觀測現象,發現了磁內爆可以作為感應暗條爆發之間的一種物理聯系。相關研究成果于12月9日發表在國際天文學期刊《天體物理學雜志》(The Astrophysical Journal)上。
扇面-脊磁場系統是日冕中常見的一種包含一個穹頂狀磁結構、一個磁零點與內外脊的特殊磁場結構,它通常出現在某一極性的磁場區域中包含反極性磁場的情況。
太陽上存在很多時間相近,產生于不同地點、并具有物理聯系的多次連續的太陽爆發活動,被稱為感應爆發。到目前為止,感應暗條爆發之間的物理聯系尚不清楚,亟待觀測來驗證。磁內爆(magnetic implosion)是指太陽大氣的爆發活動(如耀斑、日冕物質拋射等)在短時間內將自己的能量拋射到日冕高層大氣中,造成爆發區域的磁壓減小的現象。研究表明,磁內爆的表現主要為爆發時上覆環的先膨脹后收縮,可改變磁場的拓撲結構。
周承瑞等人主要使用太陽光球磁場、極紫外波段數據,通過非線性無力場外推方法得到了三維日冕磁場中一個完整的扇面-脊磁場結構,研究了在這個磁場位形下,間隔大約半個小時的兩次連續的感應暗條爆發活動。根據分析結果,他們認為第一個暗條爆發是由于兩個更小的迷你暗條重聯導致的,第二次暗條爆發則更可能是第一次暗條爆發過程中發生了磁內爆,產生的磁壓的變化導致了扇面-脊的磁拓撲發生改變,從而使第二個暗條上方磁結構不穩定,最終觸發了圓環不穩定性導致了第二次的暗條爆發。
周承瑞等人的研究說明感應暗條爆發之間的確具有明確的物理聯系,驗證了太陽磁活動的復雜性。另外,以往的研究都認為扇面-脊結構作為一類重要磁拓撲特征已在太陽耀斑和日冕物質拋射等大尺度爆發研究中獲得廣泛應用,該研究進一步指出扇面-脊的存在對理解噴流的產生機制亦具有重要意義。
該研究獲得了國家自然科學基金、云南省杰出青年科學基金、中國科學院西部青年學者項目等的支持。