云南天文台太阳黑子亮桥喷流研究中取得新进展

近日,云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地青年副研究员段雅丹及其合作者,利用抚仙湖一米新真空太阳望远镜(NVST)色球高分辨观测数据,研究了复发的亮桥喷流及其底部亮点滑动运动的触发机制。相关工作已于2026520日正式发表在国际学术期刊《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。

太阳黑子拥有太阳最强的磁场环境,其中的亮桥喷流为研究黑子内部的小尺度爆发活动提供了独特的窗口。一般成熟黑子亮桥上的磁场强度约为1000G,比临近本影的磁场强度弱(~3500G),亮桥的磁场方向也相对水平。以往的模拟工作表明,在亮桥的水平磁场与本影的垂直磁场交界处,会形成一个强而尖锐的电流层,因而该边界被视为发生磁重联的理想位置。虽然以往的研究为磁重联驱动亮桥喷流提供了一定线索,但确切的三维滑动磁重联信号此前尚无报道。

研究团队利用NVST观测数据研究了发生在黑子亮桥上的六个复发亮桥喷流及其底部亮点(JBP)的滑动运动(见图1 (A)-(E))。研究表明这些亮桥喷流的特征是首先出现JBPs,随后伴随准直的喷流。JBP表现出显著的滑动运动与光球准周期性增强的水平运动具有时间相关性(见图2e)和(f))。随着JBP的滑动,由此产生喷流的前端在太阳高层大气中表现出类似的滑动行为(见图1 (F))。结合我国“羲和号”太阳空间望远镜(CHASE)的光谱信号,证实了太阳低层大气中的磁重联是引发亮桥喷流的原因 (见图1 (e)(h))

1: (A)(F)NVST TiOHa图像、AIA 1600AIA 171和多普勒信号图中显示亮桥喷流从02:41 UT02:50 UT演变的放大快照。图(A)(B)中的黑色箭头和青色圆圈表示沿光球亮桥水平运动的前沿。图(C) - (E)中的白色和黑色箭头指向JBPs。图(F)中红色圆圈标志着明亮的等离子体沿着亮桥喷流的前沿移动。图(e)(f)是为了研究JBP的光谱特征,由CHASE获得在03:28 UT时刻的Ha数据。图(h)中选定点的绿色曲线在(e)中用绿色菱形符号标记。

2: (a) NVST TiO图像。(b) SDO/HMI矢量磁图。绿色箭头表示横向磁场的强度和方向。太阳黑子和亮桥之间的边界用红色圆圈突出显示。(c)NVST Hα偏带图。图(d)中的视场与图(c)中的青色框对应,显示了通过光流法从NVST TiO图像中导出的光球流场。(e)(f)(a)(c)ABCD沿时间距离图。黄色箭头指向六个水平运动和JBPs(A) 亮桥喷流滑动过程示意图。

研究提出亮桥水平磁场与周围本影垂直磁场之间反复发生的三维重联驱动了这些复发的亮桥喷流。这一过程似乎受到对流引起的准周期性水平运动,以及磁通量沿亮桥输运的驱动与调制(见图2示意图(A))。这项工作:(1)证实了一些亮桥喷流与日冕喷流具有共同的磁重联驱动机制;(2)提供直接的观测证据证明滑动磁重联可以发生在亮桥上;(3)提供了光球水平运动可以调制色球重联并触发三维滑动重联的新线索。

该研究得到了中国科学院B类先导专项、国家自然科学基金委、云南省基础研究项目及云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室等的支持。

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