科技日?qǐng)?bào)記者 趙漢斌
2月4日，記者從中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)獲悉，該臺(tái)研究人員通過(guò)高分辨率觀測(cè)與數(shù)值模擬相結(jié)合，首次揭示了太陽(yáng)暗條中非對(duì)稱(chēng)雙磁繩系統(tǒng)的災(zāi)變機(jī)制，為理解暗條爆發(fā)及日冕物質(zhì)拋射提供了全新視角，這對(duì)提升空間天氣事件預(yù)警能力具有重要意義。相關(guān)成果于日前刊發(fā)于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天體物理學(xué)雜志》。
太陽(yáng)暗條是懸浮于日冕中的低溫等離子體結(jié)構(gòu)，其突然爆發(fā)可能引發(fā)日冕物質(zhì)拋射，導(dǎo)致地球磁暴和衛(wèi)星通信故障。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，暗條由單一磁繩支撐。但近年觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部常存在復(fù)雜磁結(jié)構(gòu)。云南天文臺(tái)研究員閆曉理等人利用研究人員利用一米新真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)和近紅外太陽(yáng)爆發(fā)探測(cè)望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)，對(duì)2018年4月3日日面上的中間暗條縱向振蕩展開(kāi)了詳細(xì)研究。
研究人員清楚地追蹤到暗條非常復(fù)雜的扭纏結(jié)構(gòu)，其中心部分是由相互纏繞很強(qiáng)的磁力線組成，其外面還有幾組纏繞較弱的磁力線包裹著中心部分，有些纏繞暗條主體的磁力線扎根暗條足跟部外面的區(qū)域。
研究發(fā)現(xiàn)，該暗條內(nèi)部存在兩個(gè)磁通量比達(dá)1:5的非對(duì)稱(chēng)雙磁繩系統(tǒng)。當(dāng)較小磁繩受下方磁流沖擊時(shí)，兩者發(fā)生磁重聯(lián)并形成不穩(wěn)定電流片，最終導(dǎo)致系統(tǒng)整體磁結(jié)構(gòu)災(zāi)變。雙磁繩的相互作用機(jī)制，突破了傳統(tǒng)單磁繩模型的局限性，揭示了暗條能量積累與釋放的新路徑。該團(tuán)隊(duì)據(jù)此建立的災(zāi)變臨界條件模型，可將暗條爆發(fā)預(yù)警時(shí)間提前至現(xiàn)有水平的2至3倍。
這一成果得到國(guó)際同行高度評(píng)價(jià)。美國(guó)大熊湖天文臺(tái)首席科學(xué)家托馬斯·里梅爾認(rèn)為，中國(guó)團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地將高分辨觀測(cè)與先進(jìn)數(shù)值模擬結(jié)合，為太陽(yáng)爆發(fā)物理研究樹(shù)立了新范式。目前，云南天文臺(tái)正研發(fā)新一代空間天氣預(yù)報(bào)模型，相關(guān)技術(shù)有望在2026—2030太陽(yáng)活動(dòng)峰年期間投入應(yīng)用，以減少衛(wèi)星通信、導(dǎo)航系統(tǒng)受損風(fēng)險(xiǎn)。
