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研究人员发现色球磁重联驱动准周期日冕喷流的直接观测证据

作者:沈金花 发布时间:2026-04-02 【字体:       

太阳喷流是太阳大气中常见的瞬态等离子体抛射现象,可在、极紫外(EUV)及X射线等多个波段被观测到。太阳喷流持续从低层向高层大气输运物质与能量,被认为是日冕加热和太阳风加速的可能来源之一。目前,太阳喷流的驱动机制主要包括磁重联和磁声波。近年来,通过高分辨率观测发现一些色球及日冕喷流呈现准周期性的爆发,然而准周期喷流的驱动机制仍缺乏直接的观测证据。

新疆天文台太阳物理研究团组硕士生古帅在导师沈金花研究员的指导下,利用空间(SDO和地面高时空分辨率观测(NVST,发现了色球准周期磁重联驱动日冕喷流的直接观测证据,同时磁重联过程很可能受到色球慢模磁声波的调制。本成果已发表于国际天文期刊《天体物理学期刊》(2026, ApJ, 1000, 196)

1. (a)-(d)AIA1311713041600波段的图像,展示了一个日冕喷流示例。图(e)-(f)分别为GONG观测的Hα线心图像和HMI观测的磁图。图(b)中的虚线S1S2标注了3时距图对应的路径。白色与黄色箭头分别标注喷流和日浪。

EUV观测表明,在活动区13468出现数十个高温日冕喷流与低温Hα日浪。局地磁场的时空演化表明,喷流区域的光球磁场伴随着持续的磁流浮现、汇聚和磁对消。喷流不仅伴随着持续喷发的高温等离子体团(plasmoids),而且具有2–3分钟的准周期。

图2. 分别为Hα线心、Hα+0.4以及TiO波段图像,红色与蓝色等高线分别代表正极和负极光球磁场。图(d1)-(d3)展示S5-S7所得的时距图,竖直蓝色虚线对应图3 (i) 中准周期日冕喷流(J4–J8)的峰值时间。

基于NVST高分辨率观测(图2),研究团队在色球中观测到持续的磁重联过程,喷流足点区域呈现典型的倒Y型结构。重联电流片附近的亮核结构沿Y型结构运动,且电流片本身显示出准周期性的增亮。尤为重要的是,EUV(图3第二列子图)与 观测(图2的子图d1)表明色球电流片中的准周期增亮与日冕喷流在时空上具有明确对应关系,表明准周期日冕喷流(J4-J8)由色球准周期性磁重联驱动。

图3. 图(a-c)和(f--h)分别展示了AIA 131、171、304 波段观测到的重复爆发的喷流。图(d-e)和(i-j)展示了两组喷流在不同区域的EUV光变曲线(131、171、304

3的时距图与光变曲线表明,喷流具有约2-3分钟的准周期。日冕喷流均呈现明显的EUV强度增加与多峰值脉冲特征,表明存在间歇性的能量释放。同时,在图11600 Å子图可观测到喷流足点区域呈现重复的增亮与出流,暗示低层大气中可能发生了与标准耀斑模型类似的磁重联过程。结合NVST高分辨率的色球观测,研究团队认为这些准周期日冕喷流很可能由色球中的准周期磁重联驱动。

本研究的亮点是首次直接观测到准周期日冕喷流与色球准周期磁重联在时空上的对应关系。活动区13468的两组日冕喷流分别持续约40分钟和60分钟,并保持2–3分钟的准周期。若仅考虑磁重联过程难以解释其持续时间与准周期性,这暗示存在某种外部调制机制。本研究观测到的周期与色球共振腔中慢模磁声波的周期相近,暗示了慢模磁声波可能对磁重联过程产生调制作用。考虑到波调制磁重联属于当前观测设备难以直接分辨的小尺度过程,本研究的观测事实恰好支持了波调制磁重联的存在。

该工作得到了中国科学院先导专项、国家自然科学基金委、新疆自治区杰出青年等项目的支持。

文章链接:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4d42

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