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　　中國科學院云南天文臺太陽活動及CME理論研究團組博士研究生蔡強偉、研究員林雋及其合作者研究發(fā)現(xiàn)，在太陽的極紫外圖像中觀測到的耀斑環(huán)頂上方的扇形結(jié)構(gòu)(supra-arcade fan，SAF)，有可能是能夠?qū)щ娏Ｗ舆M行有效加速的終止激波存在的區(qū)域。該項研究的合作者分別來自美國哈佛-史密松天體物理中心、德國萊布尼茨天體物理學研究所和比利時魯汶大學。相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在國際天文學雜志《英國皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。

　　太陽耀斑是太陽系中最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象之一，同時也是有效的粒子加速器，能夠?qū)⒋罅繋щ娏Ｗ蛹铀俚较鄬φ撍俣?。在已有的太陽耀斑模型中，終止激波經(jīng)常被用來作為粒子加速的可能驅(qū)動因素。目前關(guān)于終止激波的考察主要是通過理論研究、數(shù)值實驗和射電觀測等方面進行。但是利用光學（尤其是紫外和極紫外）成像觀測對終止激波進行研究的工作還很少。另外，SAF所處的空間位置一般也被認為同各種高能粒子源(諸如硬X射線源、射電源、微波源)是一致的。

　　蔡強偉等人揭示了在這個被稱為SAF的高溫結(jié)構(gòu)(高達1000萬開爾文)中有終止激波形成和存在。該高溫結(jié)構(gòu)存在于太陽耀斑期間磁重聯(lián)電流片的底部和耀斑環(huán)系統(tǒng)的頂部之間。這一新的發(fā)現(xiàn)是通過將磁流體動力學的計算機模擬結(jié)果（圖1）與由多個高分辨空間望遠鏡對2017年9月10日發(fā)生的大耀斑的觀測結(jié)果(圖1)相結(jié)合而實現(xiàn)的。

　　該研究為引起太陽耀斑的磁重聯(lián)過程的動力學分析提供了新的物理見解。雖然研究人員很早之前就已經(jīng)知道磁重聯(lián)是導致太陽耀斑發(fā)生的原因，但理解所涉及的實際物理狀態(tài)及其可觀測到的后果一直是一個挑戰(zhàn)。新的模擬結(jié)果表明SAF經(jīng)歷了準周期振蕩。這可以通過極紫外波段的太陽耀斑的相關(guān)觀測得到證實。這種振蕩特征意味著太陽耀斑期間的磁能釋放和轉(zhuǎn)換是以脈沖形式，類似突發(fā)的方式進行。這可能是由于電流片中的磁重聯(lián)區(qū)域是高度湍動的且具有間歇性特征所導致的。計算機的模擬結(jié)果(圖2)清晰地再現(xiàn)了耀斑環(huán)系統(tǒng)頂部出現(xiàn)的終止激波，這也表明在分析、研究、解釋復雜的太陽爆發(fā)現(xiàn)象時數(shù)值模擬是很重要的。

　　該工作獲得中科院戰(zhàn)略先導（A）類研究項目、國家自然科學基金委及中科院聯(lián)合基金項目、云南省創(chuàng)新團體項目以及云南省萬人計劃-云嶺學者項目的支持。

　　文章鏈接

　　圖1 高分辨空間望遠鏡SDO(a)和IRIS(b)觀測到的2017年9月10日爆發(fā)事件產(chǎn)生的日冕物質(zhì)拋射(超出圖片范圍)、耀斑環(huán)系統(tǒng)、磁重聯(lián)電流片、拱上方扇形結(jié)構(gòu)和可能的終止激波。

　　圖2 對2017年9月10日事件的耀斑環(huán)系進行數(shù)值實驗的結(jié)果，再現(xiàn)了耀斑環(huán)系統(tǒng)、重聯(lián)電流片和終止激波。(a)磁場輪廓和密度分布，(b)相同區(qū)域內(nèi)的速度分布，(c)包含有終止激波的黑色方框區(qū)域內(nèi)速度散度的分布。