我學(xué)者發(fā)現(xiàn)太陽磁通量繩內(nèi)部的磁場重聯(lián)
科技日報合肥8月18日電 (記者吳長鋒)記者18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中科院近地空間環(huán)境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊，和北京航空航天大學(xué)的符慧山教授合作，在磁場重聯(lián)的磁能耗散研究領(lǐng)域取得重要進展。他們利用MMS(磁層多尺度)衛(wèi)星高分辨率觀測資料，首次發(fā)現(xiàn)在磁場重聯(lián)產(chǎn)生的磁通量繩內(nèi)部絲狀電流中，可發(fā)生次級重聯(lián)并導(dǎo)致磁能的快速耗散。相關(guān)結(jié)果日前在線發(fā)表在《自然通訊》上。
磁場重聯(lián)是一種基本的等離子體物理過程。磁場重聯(lián)過程中，磁自由能被快速地釋放而轉(zhuǎn)化為等離子體動能和熱能，并伴隨著磁場拓撲結(jié)構(gòu)的顯著改變。磁場重聯(lián)是太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射、磁層亞暴等爆發(fā)性空間天氣事件的起因。由于撕裂模不穩(wěn)定性，大尺度電流片會破碎形成大量螺旋形磁結(jié)構(gòu)——磁通量繩。磁通量繩之間的相互作用使得整個重聯(lián)區(qū)域呈湍動態(tài)，能量從大尺度輸運到小尺度，最終至動力學(xué)尺度。此外，這些磁通量繩(即相干結(jié)構(gòu))和電子加速及快重聯(lián)率密切相關(guān)。
考慮到電流片中大量的磁通量繩，這些磁通量繩攜帶著可觀的磁自由能。利用高時間分辨率高精度的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，該研究團隊首次發(fā)現(xiàn)磁通量繩內(nèi)部的小尺度電流片會進一步發(fā)生不穩(wěn)定而破碎成絲狀電流，絲狀電流內(nèi)部可以觸發(fā)次級磁場重聯(lián)，快速地耗散磁能。由于磁場重聯(lián)過程中、電流片中會生成大量磁通量繩，由磁通量繩內(nèi)部的次級磁場重聯(lián)產(chǎn)生的耗散，可能在整個磁場重聯(lián)過程中將占據(jù)重要位置。