雲南天文臺等發現日冕物質拋射的亮前沿具有三層結構

2020-07-30 光明網

近日，中國科學院雲南天文臺太陽活動及CME理論研究團組成員、博士梅志星及其合作者，通過三維磁流體動力學（MHD）數值實驗，研究太陽大氣中日冕物質拋射（CME）的三維大尺度結構，相關研究成果發表在天文學期刊《天體物理學雜誌-通訊》（The Astrophysical Journal Letter）上。

日冕物質拋射通常是由向上爆發的磁通量繩引起的。白光日冕儀及近年來的遠紫外（EUV）觀測結果表明，30%以上的日冕物質拋射具有三個成份，即亮核、暗腔和亮前沿。關於爆發磁通量繩如何演化出具有三分量的典型CME及其物理本質，研究人員目前並未達成一致意見。關於CME的亮前沿，早期理論認為CME前沿是快模MHD波。後來，CME前沿被解釋為爆發磁通量繩前方的日冕等離子體堆積。最近，CME亮前沿被認為是EUV擾動現象的非波成分。

科研人員開展了高解析度的三維MHD數值模擬，研究了磁通量繩爆發過程中大尺度磁結構的演化以及它與背景磁場的相互作用。其數值模擬結果表明，在CME泡周圍存在有螺旋狀電流片/邊界（HCB）。HCB是磁結構中的切向不連續，由CME泡與環境磁場之間的相互作用所產生。它的螺旋形狀是由於CME泡中的磁通量繩的Kink過程引起的。

基於圖像合成技術，研究人員將數值結果與Solar Dynamics Observatory/Atmospheric Imaging Assembly (SDO/AIA)觀測圖像進行直接對比。在SDO/AIA合成圖像中，發現清晰的三層亮前沿：亮的快模激波前沿、亮的HCB、以及亮的MFR外邊緣，且三者按順序排列從爆發源區向外傳播。

對於因為Kink不穩定性導致的CME爆發，研究人員推測HCB可能是CME泡的亮前沿，也是全日面EUV擾動的非波成份。該研究為CME亮前沿的形成和演化機制提供了全新的理論解釋。

研究工作獲得國家自然科學基金、雲南省應用基礎研究計劃等的資助。

相關焦點

  • 日冕物質拋射
    日冕物質拋射coronal mass ejection
  • 日冕物質拋射形成過程研究獲進展
    8月21日，《天體物理學雜誌》（The Astrophysical Journal）在線發表了中國科學院雲南天文臺和雲南師範大學合作完成的關於日冕物質拋射形成過程的最新研究成果
  • 太陽風暴來襲之日冕物質拋射
    今天我們就撥開雲霧見日明，聊一聊太陽大氣中最重要的爆發現象之一：日冕物質拋射（coronal mass ejections，簡稱 CMEs）。因為如果不了解它的脾氣，雖不至地球毀滅，後果還是蠻嚴重的。什麼是日冕物質拋射？
  • 日冕物質拋射發生不可思議碰撞 持續16小時
    騰訊科學訊（Everett/編譯）據國外媒體報導，來自美國海軍研究實驗室和中科大的研究人員捕捉到日光層發生的兩個日冕物質拋射碰撞現象，相關記錄設備收集到了類似的太陽事件，在此之前美國宇航局的日地關係天文臺完成了對太陽日冕物質拋射的觀測任務。
  • 終於在太陽系外發現了除太陽外的日冕物質拋射!
    它是一種巨大的、攜帶磁力線的泡沫狀氣體，日冕拋出的物質一般包括電子和質子組成的等離子，此外還有少量的重元素，例如氦、鐵，以及伴隨著的日冕磁場。它們的產生經常伴隨著太陽耀斑，並如果物質的拋射離恆星表面很近，就稱為日珥。如果物質移動的距離超過這個距離，就叫做日冕物質噴射。在我們自己的太陽上，日冕物質拋射並不罕見，它被稱為coronal mass ejection，簡稱CME。
  • 科學家發現其它恆星出現日冕物質拋射現象!
    科學家發現其它恆星出現日冕物質拋射現象！天文學家在其他恆星的平均恆星亮度中發現了短暫的峰值，他們認為這代表恆星出現了耀斑。研究人員還發現，其他恆星的磁活動可能比太陽強1萬倍，這表明它們日冕物質拋射的強度可能比太陽的要強大許多倍。
  • 科學網—太陽風和日冕物質拋射
    太陽風和日冕物質拋射
  • 紫金山天文臺等在日冕物質拋射研究方面取得進展
    日冕物質拋射(CME)是太陽上的大尺度爆發現象，伴隨著大量的物質和能量釋放，是空間天氣預報的一個研究重點。自1995年SOHO衛星上天以來，日冕物質拋射的研究都局限在二維。對於朝向地球傳播的暈狀日冕物質拋射，投影效應對真實地判斷其傳播速度、預測其何時到達地球，有相當大的影響。
  • 日冕物質拋射研究取得重要進展
    近日由我校汪毓明教授領導的日地空間物理課題組在太陽大氣噴流觸發高速日冕物質拋射方面取得重要進展。它們被認為可能對日冕加熱和太陽風加速有重要貢獻。而日冕物質拋射（CME）則是一種泡狀結構的爆發活動，通常以極高的速度向行星際空間和地球注入大量的等離子體物質和能量，可以對地球周圍的空間環境、人類的航天活動和電力、通訊產生重要影響。但是這兩種太陽大氣中的爆發活動是否有所聯繫？
  • NASA發現附近的一顆恆星出現日冕物質拋射現象
    據外媒BGR報導， 美國宇航局（NASA）科學家利用錢德拉X射線天文臺首次在太陽以外的恆星上觀測到日冕物質拋射(Coronal Mass Ejection，CME）現象。科學家在一顆名為HR 9024的恆星上發現了CME現象，其距離地球大約450光年，但由於它足夠明亮，可以被天文臺的敏感儀器發現。NASA在一篇新文章中透露，科學家們有史以來第一次在太陽以外的恆星上觀察到CME現象：「這是研究人員第一次徹底確定和描述來自太陽以外的恆星的CME，」NASA說道。
  • 太陽的「噴嚏」——日冕物質拋射
    其中壓抑的磁性能量，將大氣中的物質拋射出去。從而形成「日冕物質拋射」。有人形容這一現象是太陽打了一個噴嚏。日冕物質拋射是太陽系內規模最大，日冕物質拋射爆發時，拋出大量的等離子體和以及固結其中的磁場結構（磁通量）。而大量物質和巨大能量將在太陽大氣以及行星際空間產生激波。當拋射物抵達地球時就會擾亂地球磁層，壓縮向日面和使背日面延伸成尾狀。當在背日面的磁層重連結時，它創造出數兆瓦特能量，從地球後方傾入上層大氣。此過程造成特別強的極光。同時這些來自太陽的帶電粒子，會突然產生巨大的電湧，進入地球磁場。
  • 太陽的「噴嚏」——日冕物質拋射
    其中壓抑的磁性能量，將大氣中的物質拋射出去。從而形成「日冕物質拋射」。有人形容這一現象是太陽打了一個噴嚏。日冕物質拋射是太陽系內規模最大，程度最劇烈的能量釋放過程。日冕物質拋射爆發時，拋出大量的等離子體和以及固結其中的磁場結構（磁通量）。
  • 450光年外,發現一顆恆星大爆炸,出現日冕物質拋射現象
    450光年外，發現恆星大爆炸，出現日冕物質拋射現象！，那麼什麼是日冕物質拋射呢？日冕物質拋射是最大的攜帶磁力線的泡沫狀氣體，是被太陽拋射出來的過程，日冕物質拋射是日冕大尺度磁場平衡遭到破壞的產物，日冕物質拋射破壞了太陽風的流動，從而產生的幹擾會影響到地球，也就是說太陽活動越活躍，日冕物質拋射頻率就越高！
  • 首次觀測到450光年外恆星的巨大日冕物質拋射!
    這是首次在太陽以外的恆星上觀測到日冕物質拋射，日冕是恆星的外層大氣。這項研究發表在《自然天文學》上，使用了美國宇航局錢德拉x射線天文臺收集的數據。這些結果證實了日冕物質拋射（CMEs）是在磁活動恆星中產生的。並且與恆星物理有關，它們也為系統地研究太陽以外的恆星中此類戲劇性事件提供了機會。
  • 雲南天文臺太陽暗條精細結構和爆發活動研究獲進展
    中國科學院雲南天文臺撫仙湖太陽觀測與研究團組研究員閆曉理等對活動區NOAA 12740中的暗條精細結構和爆發過程開展研究。研究表明，暗條具有明顯的手徵性，太陽北半球暗條具有負螺度而南半球具有正螺度。暗條的磁場結構也存在爭議，一種觀點認為暗條的磁場結構為剪切的磁拱組成，另一種觀點認為暗條的磁場結構是扭纏的磁繩結構。暗條（日珥）爆發往往伴隨著太陽耀斑和日冕物質拋射，對暗條的研究也成為太陽爆發活動的核心研究內容。
  • [中國廣播網]中國科大首次發現日冕物質拋射超彈性碰撞現象
    中廣網合肥10月8日消息（記者劉軍 通訊員楊保國）記者今天（8日）從中國科技大學獲悉，中國科技大學地球和空間科學學院、中科院近地空間環境重點實驗室汪毓明教授領導的日地物理研究組與在美科學家合作，利用美國國家航空航天局的日地關係觀測衛星（STEREO）的數據，首次發現行星際空間中最大的等離子體團——日冕物質拋射之間的碰撞可能是超彈性碰撞。
  • 日冕物質拋射難預測:對航空乘客構成致癌輻射
    ，最新研究顯示日冕物質拋射將對人類產生致癌輻射，並且很難預測它們什麼時候發生。　　新浪科技訊 北京時間7月3日消息，據國外媒體報導，目前，英國雷丁大學科學家稱，日冕物質拋射（CMEs）是類似雲層的結構，當它掠過地球時，受到太陽風的影響作用。　　這意味著日冕物質拋射的運行很難預測，並非之前預測的單個泡沫狀實體。與日冕物質拋射直接碰撞將帶來災難性後果，甚至它能對潛在暴露日冕物質拋射環境的航空乘客構成威脅，產生致癌輻射效應。
  • 中國科大最新研究表明太陽噴流觸發日冕物質拋射
    中國科大汪毓明教授領導的日地空間物理課題組最新研究表明，有別於經典的日珥觸發日冕物質拋射的模型，相對沒有那麼劇烈的太陽噴流同樣可以觸發十分劇烈的日冕物質拋射事件。
  • 太空天氣：黑子，太陽耀斑和日冕物質拋射
    從恆久的太陽風粒子流到不可思議的太陽耀斑和日冕物質拋射的轟擊，地球經常感受到其恆星伴星的影響。儘管太陽黑子與更劇烈的相互作用有關，但它們很少穿過太陽表面。所有這些都屬於「太空天氣」的定義。它們的形成方式如下：太陽赤道處的物質的行進速度明顯 快 於極處的物質。磁力線彎曲。當磁場足夠強（並且足夠扭曲）時，流動電流的噴射流會產生磁力。大部分繩索或 細絲都位於太陽內部，但其中的一部分可能會穿過可見層，以兩個黑子的形式出現。從字面上看，這對是相反的。可以將它們想像成具有磁性的北方和南方，而繩索則充當它們之間的磁鐵。
  • 美國航天局公布日冕物質拋射照片
    日前，美國航天局發布了一組有關太陽「日冕物質拋射」的照片。日冕物質拋射（coronal mass ejection）是巨大的、攜帶磁力線的泡沫狀氣體，在幾個小時中被從太陽拋射出來的過程。