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科研动态

国家天文台科研人员首次对扇面脊线磁零点进行成像光谱研究

发表日期:2020-06-22来源:放大 缩小

  扇面脊线(fan-spine)结构的零点(null point)处容易发生磁重联从而产生太阳耀斑,因此具有重要的研究价值。国家天文台杨书红主导的研究团队首次对耀斑过程中扇面脊线结构的磁零点进行同时性的成像和光谱研究,揭示了此类结构在磁重联过程中的独特表现和应用价值。 

  综合利用我国抚仙湖观测站新真空太阳望远镜(NVST)以及国外的日出(Hinode)、界面层成像光谱仪(IRIS)、太阳动力学天文台(SDO)、地球静止轨道环境业务卫星(GOES)数据,杨书红等人详细研究了发生在2019322日的一个B6.7级耀斑。基于Hinode提供的光球矢量磁场数据,利用非线性无力场方法计算出了上层三维空间中的磁场结构,确认了脊线扇面磁零点的存在。分析发现,磁零点处的爆裂重联最先发生,进而使得扇面内部的磁绳结构抬升爆发,磁绳中的冷暗物质沿大尺度闭合磁场系统向脊线的远端区域运动,最终形成约束耀斑(图1)。多波段成像和光谱的同时性观测数据显示,重联区物质外流的真实速度在耀斑峰值前和峰值后约为60千米/秒,而这一速度在耀斑峰值时刻达到了144千米/秒。耀斑过程中,IRISSi IV谱线轮廓上叠加了多条很深的吸收线,这些吸收线具有同样大小(-0.1埃)的多普勒蓝移(图2)。这说明发生重联的磁零点区域(Si IV波段观测到的明亮结构)位于较冷的物质(NVST Hα波段观测到的暗黑结构)下方,冷暗物质向观测者以22千米/秒的速度运动,吸收线的深度依赖于冷暗物质的总量。因此,该类叠加了吸收线的谱线轮廓可被用来诊断磁重联点上方冷暗物质的性质。此外,这些吸收线的位置移动可被用来标定NVST Hα多普勒速度值。 

  本项工作由国家天文台、紫金山天文台、云南天文台、安徽大学、南京大学的科研人员合作完成。研究工作得到了科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大和面上项目、中科院青促会优秀会员人才专项等的支持。

  1:基于观测数据分析得到的扇面脊线磁零点处爆裂重联触发耀斑示意图。 

  2NVSTIRIS对磁零点位置的成像和光谱观测。 

 

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