云南天文臺揭示太陽紫外暴形成機制

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太陽紫外暴，是太陽界面區成像光譜儀衛星(IRIS)近年最重要的新發現之一，也是太陽觀測的又一前沿問題。記者7日從中國科學院云南天文臺了解到，近期該臺研究人員在太陽紫外暴理論研究方面獲得重要進展，證明了太陽高溫紫外暴可形成于高密度、低溫的低色球。國際期刊《天文學和天體物理學》發表了相關成果。

太陽紫外暴形成機制研究示意圖。云南天文臺供圖

云南天文臺研究員倪蕾和博士研究生程冠沖等科研人員，運用磁流體力學模擬研究了太陽紫外暴的形成機制。結果表明，約為2萬度以上高溫的太陽紫外暴，可以在高密度、幾千度低溫的低色球中產生。撕裂模不穩定性磁重聯引起的小尺度激波等局部壓縮加熱，是熱能產生的主要物理機制。在磁場強度高達500高斯的情況下，磁重聯區域產生的熱能平均功率密度，可與紫外暴產生時所釋放能量的平均功率密度相當;當重聯磁場超過900高斯時，即便是在溫度極小的區域附近，也能形成每秒100公里以上的相應寬譜線輪廓，與觀測結果一致。

多波段的觀測結果表明，太陽低層大氣磁重聯，很可能是導致紫外暴產生的主要物理機制，倪蕾等人早期的部分電離環境下磁重聯數值模擬研究結果，也證明了這個觀點。然而，太陽低層大氣是高度重力分層的，低色球和中高色球的等離子體環境差別很大，紫外暴是否能像低溫磁重聯事件的埃勒曼炸彈一樣，產生于低色球仍然有爭議。

此番研究，引入目前被認為最接近真實情況的色球輻射模型，以及隨時間演化的氫和氦的電離度。在高精度的數值模擬中，得以考察到電子-中性粒子碰撞而導致的磁擴散、離子-中性粒子分離而導致的雙極擴散等小尺度物理機制，為了解太陽高溫紫外暴形成機制提供了重要理論基礎。

關鍵詞： 云南天文臺 數值模擬 平均功率 結果表明 低層大氣