中国天文学家发现色球蒸发-日冕凝聚形成太阳暗条的观测证据

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该研究的重要发现是在热不平衡产生前首次直接探测到爆发式的色球蒸发。 该观测可以解释色球蒸发-日冕凝聚模型中局部足点加热的假设。 在色球蒸发-日冕凝聚模型中,足点加热是必不可少的,但其起源一直不清楚。 该观测认证耀斑可能是色球蒸发-日冕凝聚模型足点加热的一种起源。

中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究团组杨波副研究员及其合作者发现了色球蒸发-日冕凝聚导致太阳暗条形成完整而清晰的观测证据。

太阳暗条在太阳大气中很普遍,它们由悬浮于太阳日冕中冷而密的等离子体组成。 对暗条的形成和演化进行研究能够为我们理解太阳大气活动提供很多有价值的数据。作为解释暗条形成的一种很有希望的模型,色球蒸发-日冕凝聚模型提出:当在暗条磁场结构的色球足点处加入持续稳定的局部加热后,冷密的色球物质会被加热到摄氏几百万度并蒸发进入到暗条的日冕磁场结构中;随后,热不稳定或热不平衡发生,使得这些等离子体热失控而发生日冕凝聚,最终形成冷而密的暗条物质。 然而,观测上还未在暗条形成的过程中探测到色球蒸发。 暗条色球足点局部加热的起源也一直是不清楚的。 色球蒸发-日冕凝聚模型尚待观测来验证。

利用美国太阳动力学天文台的多波段成像观测结合日本日出号的光谱观测,研究人员分析发生在2014年2月2日活动区11967内一个活动区暗条形成的完整过程。 美国太阳动力学天文台的观测显示:在磁场浮现的过程中,剪切运动驱动了一系列的脱缰(Tether-Cutting)重联过程。 这些重联产生了一个M1.3级的束缚耀斑并伴随着一个S形结构(Sigmoid)的形成。 他们发现S形结构扎根于束缚耀斑的一对共轭的足点增亮处。 在耀斑的脉冲相,日本日出号的光谱观测探测到爆发式的蒸发发生在这对共轭足点增亮处。 耀斑结束后,日冕凝聚发生于S形结构中,最终形成暗条(上图)。

研究人员推测耀斑导致了S形结构足点处的爆发式蒸发,蒸发使到S形结构变得稠密,从而使辐射损失增加,热不稳定或热不平衡在S形结构中产生,最终热等离子体凝聚形成冷而密的暗条。

该研究的重要发现是在热不平衡产生前首次直接探测到爆发式的色球蒸发。 该观测可以解释色球蒸发-日冕凝聚模型中局部足点加热的假设。 在色球蒸发-日冕凝聚模型中,足点加热是必不可少的,但其起源一直不清楚。 该观测认证耀斑可能是色球蒸发-日冕凝聚模型足点加热的一种起源。

【图、文:节录自中国科学院云南天文台网页;新闻信息由林景明提供】研究全文将会刊登在2021年11月5日出版的《天体物理学快报》 标题是: Formation of a Solar Filament by Magnetic Reconnection, Associated Chromospheric Evaporation, and Subsequent Coronal Condensation

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