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X形耀斑的研究取得重要进展

(2016-10-13)

  典型的太阳耀斑通常是“双带耀斑”,即两条准平行的耀斑带位于活动区的主要磁场极性反转线两侧,这些观测催生出“标准”耀斑模型。我院刘睿教授等研究了一个太阳活动区外围发生的一系列耀斑,其中三个达到M级,其色球耀斑带呈现X形状(简称X形耀斑),X的中心对应于硬X射线源,无法用标准耀斑模型解释。利用太阳动力学观测站SDO提供的紫外、极紫外和活动区矢量磁图等观测数据,他们发现耀斑区域上方存在一个称为“双曲磁流管”(Hyperbolic Flux Tube)的磁场拓扑结构,系两个准间断层(Quasi-Separatrix Layer)的交界面。准间断层是磁场连接性发生剧烈变化的地方,可用压缩因子Q (Squashing Factor)来量化。双曲磁流管的横截面呈现为X形,通常被认为是三维磁重联可能发生的地方;其在太阳表面的足点与X形耀斑带大体符合。双曲磁流管中心还嵌入了连接两个磁零点的磁分割线(Separator)。非线性无力场模型进一步显示双曲磁流管对应于强电流区,因此推论磁场重联在此发生,其释放的能量沿磁力线向色球传导,最终形成X形的耀斑带。这一研究成果有助于我们深入理解太阳耀斑中三维磁场重联的过程和性质,对于理解其它天体和实验室等离子体中的磁重联也有借鉴意义。

 

  该研究工作得到了国家自然科学基金、中组部青年千人计划、中国科学院重点研究计划等的资助。相关论文于近日在线发表于Scientific Reports。 http://www.nature.com/articles/srep34021

 

  左图为AIA的九个波段观测到的X形耀斑带,右图为不同视角下耀斑区域上方的双曲磁流管(logQ=5的等值面)及嵌入其中的两个磁零点(红色箭头)和磁零点对应的脊(Spine;蓝色磁力线)与扇面(Fan;紫红色磁力线)。


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