太阳耀斑中首次发现磁岛主导的快速磁重联

科技日报记者 赵汉斌 通讯员 陈艳

记者7日从中国科学院云南天文台获悉，该台抚仙湖太阳观测与研究基地与国内外研究机构合作，首次在太阳耀斑中发现具有扭缠结构磁岛形成的快速磁重联，这意味着磁重联研究取得了重要进展。相关成果在线发表在《自然·通讯》上。

磁重联是两组具有反向分量的磁力线相互靠近并重新连接的物理过程。在这一过程中，磁力线会在电流片处湮灭，使磁能转化为等离子体的动能、热能、辐射能等。磁重联是宇宙中普遍存在的等离子体中一种基本的磁能快速释放过程，在天体物理、空间物理和实验室等离子体物理中扮演着极为重要的角色。

太阳耀斑中快速磁重联的电流片内磁岛三维结构和演化示意图。（图片来源：云南天文台）

云南天文台与哈尔滨工业大学深圳校区、德国波茨坦大学、英国圣德鲁安斯大学、中国科学院国家天文台和国家空间科学中心等单位合作，主要利用云南天文台抚仙湖太阳观测站一米新真空太阳望远镜的高时间和高空间分辨率数据，结合太阳动力学天文台的多波段观测，以及美国拉马弟高能太阳分光镜成像卫星、地球静止环境业务卫星等X射线数据，并使用自主发展的高精度数值模拟，详细研究了发生在2014年2月2日活动区11967中具有缠绕磁场结构的暗条和扎根在周围色球纤维的磁环之间的磁重联过程。

在此次事件中，一米新真空望远镜观测到了迄今为止最完整的磁重联特征。相关光谱数据也揭示了重联电流片中有非常强的非热辐射，高分辨率的极紫外观测发现大量等离子团即磁岛在重联电流片中形成。通过数据驱动的高分辨率数值模拟，研究团队还重现了电流片中磁岛的形成过程，并证实磁岛是具有强缠绕结构的小磁绳。

研究揭示了太阳耀斑中快速磁重联的精细物理过程，进一步加深了对磁重联这一基本物理过程的认识，对研究太阳活动的物理特性和活动规律具有重要意义，也为研究类太阳恒星、中子星、黑洞等其他天体的耀发现象和高能辐射、空间物理以及实验室等离子体物理中的磁能耗散研究提供了重要参考。

关键词： 耀斑 首次