太陽黑子是太陽表面一塊磁場(chǎng)強(qiáng)而溫度低的黑暗區(qū)域，它的形成和消失往往是太陽磁場(chǎng)演化的結(jié)果，因此，它對(duì)理解太陽磁場(chǎng)的起源和太陽活動(dòng)周起到至關(guān)重要的作用，然而，人們至今還不清楚太陽黑子是如何從太陽表面衰退或消失的。從觀測(cè)上，黑子衰退往往和運(yùn)動(dòng)磁特征、亮橋等活動(dòng)現(xiàn)象有一定聯(lián)系，而它們一般會(huì)導(dǎo)致黑子從太陽光球?qū)泳徛?，此外人們也提出了磁重?lián)可引起黑子快速消失的理論，但是到目前為止觀測(cè)事例和觀測(cè)證據(jù)還非常少。
磁重聯(lián)是由兩組方向相反的磁力線相互靠近并相互作用，重新聯(lián)接而形成新磁力線的物理過程，在這一過程中磁能轉(zhuǎn)化成了等離子體的動(dòng)能和熱能。磁重聯(lián)是宇宙等離子體中普遍存在的一種磁能釋放現(xiàn)象，是天體物理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而太陽是研究磁重聯(lián)的最佳實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)榇胖芈?lián)往往被認(rèn)為是觸發(fā)太陽爆發(fā)活動(dòng)的主要原因之一，特別是磁重聯(lián)還可能和日冕加熱這一太陽未解之謎相關(guān)。
近期，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)撫仙湖太陽觀測(cè)與研究基地副研究員薛志科和研究員閆曉理等發(fā)現(xiàn)小尺度磁重聯(lián)是導(dǎo)致太陽黑子快速失蹤的一種有效方式，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際天文學(xué)期刊《天體物理學(xué)快報(bào)》(The Astrophysical Journal Letter)上。
利用云南天文臺(tái)撫仙湖太陽觀測(cè)與研究基地一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(NVST)和美國(guó)太陽動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)(SDO)等觀測(cè)的高分辨率數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)該事件于2020年10月26日發(fā)生在太陽上很小的區(qū)域內(nèi)，一個(gè)小黑子(S2，正磁極)逐漸形成并靠近另一個(gè)早期存在的小黑子(S1，負(fù)磁極)，隨后它們逐漸變小，最終從太陽表面消失了，通過計(jì)算S2的面積和磁通量衰退速率發(fā)現(xiàn)黑子S2的消失過程屬于快速模式。此外，在太陽色球?qū)雍腿彰釋?，NVST和SDO清晰地觀測(cè)到一個(gè)小尺度磁重聯(lián)過程，它發(fā)生在分別扎根于S1和S2的兩組磁環(huán)之間，最終形成了位于光球?qū)又系囊唤M新磁環(huán)，而利用非線性無力場(chǎng)外推方法重構(gòu)出的磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也證明了磁重聯(lián)的發(fā)生。
研究人員推斷太陽黑子的失蹤過程首先是由小尺度磁重聯(lián)驅(qū)動(dòng)的，隨后連接太陽黑子S1和S2的磁環(huán)下沉并躲進(jìn)了太陽光球?qū)酉旅?，最終導(dǎo)致人們無法觀測(cè)到太陽黑子，因此，磁重聯(lián)是導(dǎo)致太陽黑子快速失蹤的有效機(jī)制。
該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目、中科院西部之光人才項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。
關(guān)鍵詞： 云南天文臺(tái) 磁重聯(lián) 太陽黑子 黑暗區(qū)域
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