云南天文台揭示太阳U形暗条形成机制

　　记者8月6日从中国科学院云南天文台了解到，该台研究人员近期探究并揭示了一个太阳暗条和与其相邻的色球纤维之间，连续磁重联导致的一个U形暗条的形成机制，国际天文学期刊《天体物理学报》发表了相关成果。

　　太阳暗条的形成，不但涉及暗条磁结构的形成，还会涉及暗条物质的补给。与暗条形成相关的磁重联机制有很多，相同的是，通过重联的作用，或者注入物质或者是形成扭缠的磁结构，都会导致一个新暗条的形成。

　　云南天文台杨丽平博士和导师闫晓理研究员等人利用抚仙湖太阳观测和研究基地一米新真空太阳望远镜，以及美国国家航空航天局太阳动力学天文台所获得的高时空分辨率和多波段观测数据，通过对2012年10月25日活动区11598中一个U形暗条形成过程的研究，发现当一个暗条和与它相邻的色球纤维靠近时，它们之间会发生连续磁重联。

　　连续磁重联的观测证据，表现为在磁重联位置观测到增亮和磁对消，色球纤维在重联位置外观上发生明显变化，并伴随着一些新磁环的不断形成和积累，以及等离子体从重联位置沿着新形成的磁环传播。这表明暗条和色球纤维的磁拓扑结构发生了改变。连续磁重联导致了一个较长U形暗条的形成，而在U形暗条形成期间，发生了两次主要的磁能释放。在这两次能量释放过程中，从重联位置注入的等离子体为U形暗条的形成提供了一部分物质。

　　此项研究发现连续磁重联导致U形暗条的形成。非线性无力场外推的结果表明，连续磁重联后暗条的磁拓扑结构发生了明显改变，这与观测结果一致，并进一步证实U形暗条的形成及暗条和色球纤维之间连续磁重联的发生。）在《物理评论快报》最新发表的一项研究中，美国密歇根州立大学的研究人员报告称观察到迄今为止从太阳探测到的最高能量的光。墨西哥高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）科学家团队还发现，这种伽马射线比预期的更亮。

　　过去十年的观测表明，太阳释放的伽马射线处于千兆电子伏特（GeV）范围内时，其能量远远超出建模预期。现在，HAWC观测结果表明，这些伽马射线的能量达到了万亿电子伏特（TeV），与大型强子对撞机中撞击在一起的粒子的能量相近。这一发现对理解恒星大气和天体粒子物理都有重要意义。

　　当宇宙射线撞击太阳时，那里的磁场会使它们转向并将它们射向地球，在此过程中，宇宙射线与太阳大气中的粒子碰撞，产生伽马射线。

　　HAWC探测到的来自太阳的TeV范围的伽马射线，其能量远高于预测。研究人员表示，TeV范围的伽马射线能量水平会如此之高，这完全是史无前例的，这种光的能量比普通灯泡的光强一万亿倍。

　　这项研究丰富了人们对高能伽马射线及其来源的了解。2011年，美国国家航空航天局的费米伽马射线空间望远镜首次观测到了能量超过10亿电子伏特的伽马射线。之后几年的观测表明，似乎还有更高能量的伽马射线有待发现。

　　这些发现不仅挑战了人们对太阳行为的理解，而且凸显了观测技术的进步。研究人员表示，还需要进一步的研究来充分理解这一开创性观察结果的影响。

　　宇宙射线就像来自遥远时空的“信使”，传递着丰富的信息。例如，作为宇宙中最剧烈的爆发现象，伽马射线暴几秒钟辐射的能量，就相当于太阳100亿年辐射能量的总和。这种惊人的能量从何而来？几十年来，通过持续不断地研究，科学家逐渐认识到，极高的磁场、极强的引力、极快的速度等十分极端的物理环境，是伽马射线暴诞生之处。而研究伽马射线暴，就像打开来自宇宙深处的“盲盒”，帮助我们更好地了解宇宙不为人知的一面。

文字：赵汉斌

编辑：黄   敏

审核：袁   野