中國天文學家在日冕擾動的速度場分佈數值研究中獲得進展

中國科學院雲南天文台太陽活動及日冕物質拋射理論研究團組成員梅志星副研究員團隊，通過立體磁流體動力學數值實驗研究了日冕物質拋射事件中與遠紫外日冕擾動相關的立體速度場分佈。
　　
近二十年來，耀斑/日冕物質拋射爆發事件中遠紫外線的日冕擾動受到廣泛觀察和模擬。梅志星等人採用分析解形式的磁繩模型，開展日冕物質拋射爆發過程的立體磁流體動力學數值模擬，以研究與遠紫外線擾動相關的複雜速度分佈。

數值模擬結果顯示：當磁繩向上爆發時，在其前方有立體圓頂形的快模激波（fast-mode shocks）形成，然後是向外移動的等離子體。在爆發源區的中心區域，一個不斷膨脹的日冕物質拋射泡狀結構和一個立體磁重聯電流片不斷生長，兩者都朝向爆發源區的向內運動的等離子體填充。在日冕物質拋射泡狀結構的兩側，由於向內和向外的等離子體之間的相互作用，形成複雜的速度分佈，導致慢模激波（slow-mode shocks）和速度分割面的形成。他們注意到速度分割面附近存在有兩種類型的渦流（見上圖），在以前的遠紫外線擾動的數值模擬中沒有提到。在第一種渦旋中，等離子體向渦旋中心會聚，在第二種渦旋中，等離子體從中心向外發散。

採用建立正向模型（Forward Modeling）圖像合成技術，他們獲得了基於模擬數據的太陽動力學天文台（Solar Dynamics Observatory）大氣成像組件圖像。在合成圖像上，他們能夠看到磁繩和快模激波等結構。此外，他們還將傅立葉（Fourier）局部相關跟踪方法應用到時間上存在一個小間隔的兩張合成圖像上，推導出等離子體速度場。然而，他們沒有在這個推導的速度場中看到速度分割面、慢模激波和兩種類型的渦流，也就回答了一個困擾他們多年的疑問：數值模擬顯示慢模激波、速度分割面與快模激波一樣，普遍存在於日冕物質拋射爆發過程中，為什麼快模激波能夠大量觀測到，而慢模激波和速度分割面沒有大量報導。

【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】研究全文刊登在2021年12月20日出版的《天文學與太空科學最前線》期刊 標題是： Velocity Distribution Associated with EUV Disturbances caused by Eruptive MFR