科研人員在太陽上觀測到運動等離子體放大磁場現象

2020-09-17 中科院之聲

太陽上，熾熱的等離子體流動會驅動起發電機過程，產生各種尺度的太陽磁場。大尺度的磁特徵（如太陽黑子）被認為是起源於太陽內部、浮現至太陽表面的產物；小尺度的磁特徵（如網絡內磁場）被認為由近太陽表面的湍流引起，亦被稱為局地發電機過程。局地發電機時刻在發生，但很難區分該過程和浮現過程。

近日，中國科學院紫金山天文臺太陽活動多波段觀測與研究團組博士徐喆和研究員季海生等觀測、分析一例運動黑子的磁流體動力學過程。該黑子在快速運動的過程中，前方的等離子體流動引起磁場增強，形成類半影結構。經過觀測分析與理論計算，研究人員發現這是一例由運動等離子體造成的局地磁場放大的現象。

研究表明，小黑子的快速運動驅動其前方產生了明顯的等離子體流動，局地區域的磁場明顯增強。由於黑子運動軌跡上的磁場原本很弱，而增強的磁場又存在明顯的特徵規律。在排除磁場浮現的可能後，運動中出現的強磁場很可能是由於黑子運動產生的局地磁場增益現象。在合理的簡化模型中，研究人員利用磁感應方程推導的理論結果與實際觀測一致。因此，該研究很可能是首次在太陽上觀測到等離子體流動放大局地磁場的現象。

「太陽磁場和太陽活動周的起源」問題是《科學》2014年遴選的人類亟需解決的125個前沿科學問題之一，紫金山天文臺研究團隊的研究代表了相關領域近期的重要進展。該研究利用太陽動力學衛星（SDO）與太陽過渡區成像儀（IRIS）的聯合觀測，相關成果發表在《天體物理通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上 。研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項和中國博士後科學基金面上項目的支持。

黑子快速運動的過程，分別展示了黑子在運動開始時、進行中、以及即將結束時的狀態。在黑子前方，出現了由於磁場的放大而形成的類似黑子半影的結構

來源：中國科學院紫金山天文臺

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