科技日报记者 赵汉斌
记者11日从云南大学获悉，近期由我国太阳物理学者领衔的国际团队，利用位于云南抚仙湖太阳观测基地的一米新真空太阳望远镜等设备的高分辨率观测数据，首次完整捕获太阳黑子外围磁场编织引发纳耀斑等级能量释放的全过程，为破解日冕加热这一天文学百年谜题提供了关键观测依据。国际期刊《天体物理学杂志》发表了这一重要成果。
日冕作为太阳外层大气，温度比太阳表面高出百万摄氏度，这一“反常高温”现象困扰学界80余年。目前主流观点认为，纳耀斑是小尺度磁重联释放低能量的太阳爆发，其产生的微小能量可能是日冕加热的重要原因。纳耀斑能量仅为典型耀斑的十亿分之一，时空尺度小、信号微弱，其形成机制一直缺乏直接观测佐证。
云南大学、北京大学、中国科学院云南天文台、南京大学以及英国圣安德鲁斯大学、杜伦大学等研究人员携手，聚焦太阳黑子周围的超本影纤维结构，通过我国一米新真空太阳望远镜与美国太阳动力学观测台、界面区成像光谱仪的联合观测，首次清晰记录了黑子外围磁场形成磁编织结构的完整过程。磁场外推分析显示，这种磁编织结构是兼具扭缠与编织特征的复杂磁通量绳，可能由光球层复杂运动驱动形成，其内部16%-22%为反平行磁场分量，其余为引导场。
观测发现，磁编织结构解缠时，内部会反复发生小尺度磁重联，伴随短暂等离子体加热、双向流出的等离子体团，还能观测到垂直磁力线的纳喷流现象。这些过程释放的能量约为10¹⁶-10¹⁷焦耳，与纳耀斑能量水平相当，而驱动此类能量释放仅需反平行磁场中6%的存储磁能。流出的等离子体团为多温结构，快速冷却后会在Hα图像中留下明显辐射痕迹。
此项研究不仅提供了太阳大气磁编织结构形成的高清观测范例，更量化了其内磁重联的热、磁、动力学特性，为日冕加热与磁重联理论提供了重要约束。未来，利用我国太阳极轨天文台（夸父二号）、2.5米大视场高分辨率太阳望远镜等新一代太阳观测装置，有望获得更丰富的高时空分辨率的观测数据，进一步助力人类揭开日冕加热的终极奥秘。
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