中國天文學家發現色球蒸發-日冕凝聚形成太陽暗條的觀測證據


中國科學院雲南天文台撫仙湖太陽觀測與研究團組楊波副研究員及其合作者發現了色球蒸發-日冕凝聚導致太陽暗條形成完整而清晰的觀測證據。

太陽暗條在太陽大氣中很普遍,它們由懸浮於太陽日冕中冷而密的等離子體組成。對暗條的形成和演化進行研究能夠為我們理解太陽大氣活動提供很多有價值的數據。

作為解釋暗條形成的一種很有希望的模型,色球蒸發-日冕凝聚模型提出:當在暗條磁場結構的色球足點處加入持續穩定的局部加熱後,冷密的色球物質會被加熱到攝氏幾百萬度並蒸發進入到暗條的日冕磁場結構中;隨後,熱不穩定或熱不平衡發生,使得這些等離子體熱失控而發生日冕凝聚,最終形成冷而密的暗條物質。然而,觀測上還未在暗條形成的過程中探測到色球蒸發。暗條色球足點局部加熱的起源也一直是不清楚的。色球蒸發-日冕凝聚模型尚待觀測來驗證。

利用美國太陽動力學天文台的多波段成像觀測結合日本日出號的光譜觀測,研究人員分析發生在2014年2月2日活動區11967內一個活動區暗條形成的完整過程。美國太陽動力學天文台的觀測顯示:在磁場浮現的過程中,剪切運動驅動了一系列的脫韁(Tether-Cutting)重聯過程。這些重聯產生了一個M1.3級的束縛耀斑並伴隨著一個S形結構(Sigmoid)的形成。他們發現S形結構紮根於束縛耀斑的一對共軛的足點增亮處。在耀斑的脈衝相,日本日出號的光譜觀測探測到爆發式的蒸發發生在這對共軛足點增亮處。耀斑結束後,日冕凝聚發生於S形結構中,最終形成暗條(上圖)。

研究人員推測耀斑導致了S形結構足點處的爆發式蒸發,蒸發使到S形結構變得稠密,從而使輻射損失增加,熱不穩定或熱不平衡在S形結構中產生,最終熱等離子體凝聚形成冷而密的暗條。

該研究的重要發現是在熱不平衡產生前首次直接探測到爆發式的色球蒸發。該觀測可以解釋色球蒸發-日冕凝聚模型中局部足點加熱的假設。在色球蒸發-日冕凝聚模型中,足點加熱是必不可少的,但其起源一直不清楚。該觀測認證耀斑可能是色球蒸發-日冕凝聚模型足點加熱的一種起源。

【圖、文:節錄自中國科學院雲南天文台網頁;新聞資訊由林景明提供】研究全文將會刊登在2021年11月5日出版的《天體物理學快報》 標題是: Formation of a Solar Filament by Magnetic Reconnection, Associated Chromospheric Evaporation, and Subsequent Coronal Condensation

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