云南天文台利用DKIST高分辨率数据揭示针状体可由微暗条爆发驱动

近日,中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地博士研究生董起帆和导师闫晓理研究员等人利用美国4米太阳望远镜——丹尼尔·井上建太阳望远镜(DKIST)的高分辨率观测数据,对太阳色球层针状体的形成机制进行了详细研究,发现微暗条爆发是导致针状体形成的原因。相关研究成果于202676日正式发表在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。

太阳针状体是色球层中无处不在、动态的小尺度喷流,表现为从磁网络向上喷射的等离子体。理解它们的形成机制,对于理解太阳低层大气向日冕输送质量和能量的过程具有重要的意义。研究团队利用DKIST搭载的可见光宽带成像仪在2023829日对宁静日面中心区域获取的高时空分辨率波段观测数据,系统分析了30个微暗条爆发驱动的针状体形成事件。研究发现,观测到的微暗条的平均长度仅为0.93±0.46 Mm,最小长度仅有0.17 Mm,这一尺度远小于以往文献中报道的迷你暗条。研究团队还识别出两种不同的喷流形态:较小的微暗条倾向于驱动单个针状体形成,而较大的微暗条则倾向于驱动增强型针状体活动群的形成。观测还发现,部分针状体具有明显的扭转运动,这与日冕喷流中的动力学特征高度相似。通过估算,单个微暗条爆发释放的总能量约为0.15×1024尔格,推广到整个太阳色球层,在任何给定时间的微暗条爆发的次数约为2.4×104

该研究成果为“微暗条爆发驱动针状体形成”的理论模型提供了强有力的支持。研究不仅揭示了微暗条的空间尺度与所产生针状体之间的内在联系,也进一步印证了不同空间尺度上的太阳爆发活动,遵循着共同的物理机制。同时,该成果充分验证了DKIST在色球精细结构观测中前所未有的高分辨率优势,也为我国建造中国巨型太阳望远镜科学目标的制定打下坚实的研究基础和依据。

此项研究得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委员会、云南省太阳物理与空间监测重点实验室、云南省自然科学基金、云南省兴滇英才支持计划、云岭学者等项目的资助。

论文链接

15个微暗条爆发的演化过程。微暗条的位置用紫色椭圆标示,由爆发产生的针状体用青色虚线表示。幅(a2)中,红色等值线代表+12 G,绿色等值线代表−12 G


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