日冕物质抛射初发过程的物理机制揭示
更新时间:2019-03-10

中国科技网·科技日报合肥3月8日电(记者 吴长锋)记者从中国科大获悉,该校日地物理研究团队在太阳爆发活动的研究中取得重要进展,揭示了日冕物质抛射 (Coronal Mass Ejection;简称CME) 初发进程的物理机制,相关成果3月6日在线发表于《科学进展》上。

研究团队在前期工作中得到磁绳的客观判据:即由磁场准分界层包裹的、磁场围绕增强的三维区域。利用太阳边缘的观测资料,相当于从一个横截面观测到CME形成和演化的完整过程。最初剪切磁拱下的一个高温电流片结构被撕裂为多个等离子体团,逐渐合并为电流片顶端的较大的等离子团,称之为CME的“种子”。“种子”在经历缓慢回升后突然快捷回升跟快速膨胀,爆发为气泡状的CME,并造成高温的边界层;暴发过程同时产生大量高能电子,在耀斑区域产生大批脉冲式的硬X射线辐射,是电流片撕裂为多尺度的“分形”结构,导致磁重联率在时空上倏地变革的证据。而与电流片的撕裂相反的过程——等离子体团的合并在CME的前身结构——种子磁绳的造成中起到关键作用。种子磁绳继往开来,成为超越多个尺度连接电流片中的“微观”磁绳和宏观CME磁绳的桥梁。

CME 与太阳耀斑周密联系,是太阳系尺度最大、最剧烈的爆发现象之一。CME携带巨量的物资跟能量,通常在暴发1-3天后到达地球,引起地球空间环境的强烈扰动,对通讯、导航、航天器等高技能系统可能造成灾害性影响。CME的物理机制始终是太阳物理和日地空间物理研讨的核心问题。尺度模型认为,衔接CME和耀斑环的大标准电流片供应了两者的耦合机制:发生在电流片的磁重联为CME注入磁通量,同时加热等离子体和加速高能粒子。另一方面,近地飞船的局地探测表明行星际CME内部普遍存在存在螺旋形磁场的磁绳。但磁绳在爆发前是否存在?磁绳是怎么构成的?其内部构造如何?


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