新观测有助于破解日冕加热难题

2019-10-21 19:21:45 来源: 科技日报 作者: 赵汉斌
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科技日报记者 赵汉斌 通讯员 陈艳

记者21日从中科院云南天文台获悉,研究人员通过云南天文台一米新真空太阳望远镜,发现太阳大气中的开尔文—亥姆霍兹不稳定性现象对太阳大气等离子体具有加热效应。国际著名期刊《天体物理学快报》近日发表了这一最新观测成果。

  

上面一排为云南天文台一米新真空太阳望远镜H-alpha观测图像,中间一排为太阳动力学天文台193埃观测图像

下面一排为温度在1250000开的微分辐射量图像,颜色越红的地方温度越高。(云南天文台供图)

开尔文—亥姆霍兹不稳定性现象,是发生于具有不同速度流体界面之间的不稳定性现象。在许多天体物理学实验室和空间等离子体中都有发现,它可让具有不同物理属性的等离子体成份发生混合,并将大尺度等离子体运动结构的动能转化到小尺度结构中。

云南天文台副研究员申远灯与哈尔滨工业大学副教授袁丁等人合作,使用一米新真空太阳望远镜的高分辨观测数据,成功探测到发生于2017年9月9日一次爆发活动中的开尔文—亥姆霍兹不稳定性现象。研究确定了三个相邻层的等离子体以不同的速度流动,并检测了其界面处开尔文—亥姆霍兹的不稳定性,明确地跟踪一个典型的涡旋并测量了它的运动。研究发现,其中的一次发生于冷等离子体流与热等离子体流界面上,而且探测到在这一现象过程中局地等离子体被迅速加热到日冕等离子体温度。

在以往的研究中,这种多热能交换过程很容易被忽视,因为冷等离子体成分通常在仅对高温等离子体发射敏感的极紫外通道中不可见。此次发现表明,嵌入的冷层可能与热等离子体相互作用,成为不可见的物质。研究人员推测,这个过程可能发生在各种长度尺度上,并且可能有助于等离子体加热。

由于小尺度爆发活动普遍发生于太阳大气中,研究人员根据该观测事实进一步推测,开尔文—亥姆霍兹不稳定性现象应该普遍发生于不同尺度的太阳等离子体活动中,这对理解太阳物理中的日冕加热难题具有重要作用。

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责任编辑:陈可轩