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《自然-通讯》发表我校丁明德教授课题组最新研究成果
栏目:科技成果 发布时间:2019-09-03
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我校天文与空间科学学院丁明德教授课题组在三维磁重联的研究中取得重要进展,相关研究论文“Extreme Ultraviolet Imaging of Three-dimensional Magnetic Reconnection in a Solar Eruption”

我校天文与空间科学学院丁明德教授课题组在三维磁重联的研究中取得重要进展,相关研究论文“Extreme Ultraviolet Imaging of Three-dimensional Magnetic Reconnection in a Solar Eruption”于2015年6月26日在《自然-通讯》杂志上在线发表(Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8598)。该项工作由南京大学、英国圣安德鲁斯大学、杜伦大学和美国乔治梅森大学合作完成,论文第一作者为博士生孙建清和程鑫博士,通讯作者是程鑫博士和丁明德教授。

磁重联,又称磁场湮灭,是天体物理中一种非常重要的快速能量释放过程,能解释宇宙中绝大部分爆发现象,例如太阳耀斑、恒星耀斑、日冕物质抛射、磁层暴、伽玛暴等。但是,磁重联现象非常难于观测。特别是对于三维磁重联,目前尚缺少直接的观测证据。

该项工作利用太阳动力学天文台(SDO)和日地关系卫星(STEREO)在极紫外波段的多视角观测,成功捕捉到2012年1月27日一次太阳爆发对应的磁重联过程(图1),并重构出三维的磁场演化图像(图2)。该图像清晰地显示出两组非共面的、具有相反极性的磁力线相互靠近,形成磁分割线或者准分割线,进而产生磁重联的过程。磁重联快速释放能量,加热等离子体,产生耀斑;同时,磁重联增加磁绳的环向分量,使其不稳定从而触发日冕物质抛射。观测也清楚地展示出与磁重联相关的等离子体加热、入流、出流等过程。该研究展示了三维磁重联的直接观测证据,揭示了其在太阳爆发过程中的作用,为太阳爆发理论模型提供重要的观测依据。

该项工作得到了国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划(973计划)的资助。(天文与空间科学学院 科学技术处)

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图1 (a) 观测卫星的空间位置;(b) 太阳爆发及磁重联位置;(c) 观测的磁重联图像;(d) 171埃(蓝色,低温)和94埃(红色,高温)辐射图像

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图2 通过多视角卫星观测重构的三维磁重联过程