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云南天文台在诊断暗条-冕腔的磁绳结构方面取得进展
2022-07-13  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  近日,中国科学院云南天文台选址与日冕观测组在暗条-冕腔的磁绳结构中获得新的观测进展。该项研究由硕士研究生谭宋等人完成,并以“Stereoscopic diagnosing of a filament-cavity flux rope system by tracing the path of a two-sided-loop jet”为题发表在《皇家天文学会月刊:快报》(MNRAS Letters)期刊上。

  暗条的精细磁结构对理解其形成、稳定和爆发具有至关重要的作用。一般对于暗条的磁结构有磁通量绳和剪切磁拱的理论模型。其中磁绳模型在解释暗条爆发过程中的解缠和旋转现象得到了有力验证。但是暗条是由悬浮在太阳大气中冷等离子体物质构成,表现为暗的吸收结构,如何在日面上诊断其磁绳结构?这是仍然是一个开放的问题。近年来,有研究者借助喷流注入暗条,照亮暗条磁结构的方法,诊断了暗条的磁场信息。

  按照这个思路,谭宋等人借助太阳动力学天文台和日地关系天文台的立体观测,研究了一例双向环状喷流的产生,并首次发现了喷流物质同时注入暗条-冕腔磁结构的过程。喷流的运动表现了高度的扭缠,由此他们获得了该部分暗条的扭缠数。随后,喷流的运动出现了明显的分叉现象,大部分的喷流物质进入了暗条外围的冕腔结构。

  观测上,沿着日面边缘的暗条轴向观察,常常在大的宁静暗条外围观测到冕腔结构。借助喷流的轨迹,我们可以直接“看到”冕腔的磁场形态。谭宋等人的研究现象有力地证明了暗条-冕腔的磁绳理论:暗条和冕腔是属于同一磁结构的不同部分。产生在暗条足点附近的喷流进入了冕腔的磁结构,这表明在靠近活动区的暗条和冕腔磁结构紧密联系,在远离活动区的过程中,逐渐分开。此外他们还计算了暗条上方50 Mm处的磁场衰减因子。较低的衰减因子为该暗条拥有较大的扭缠数的情况下,遭受扰动而不爆发的现象给出了合理解释。

  该项研究延续了云南天文台选址与日冕观测组在双向喷流上的研究传统,并探索了喷流和暗条之间新的作用形式。在此基础上,也为我们进一步理解磁绳结构提供了新的视角。

  研究工作得到了国家自然科学基金、云南省基础研究计划、国家重点研发计划等项目的支持。

        论文链接

 

图1 该图展现了双向环状喷流产生的过程,从图中可以看见明显的环状特征,以及随后的双向尖角状等离子体流

 

图2 该图展现了双向喷流在暗条内部表现的高度扭缠形态,图中用青色散点展示了暗条的扭缠

 

图3 该图是SDO和STEREO的立体观测,展现了喷流偏离暗条主干随后在冕腔中的运动轨迹

 
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