云南天文台在小尺度磁重联统计研究方面获进展

中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地的研究人员，首次对小尺度磁重联进行了统计研究，相关研究成果于近期发表在国际天文学期刊《天体物理学报》（The Astrophysical Journal）。该项工作由云南天文台薛志科副研究员和闫晓理研究员等人合作完成。

　　磁重联是改变宇宙等离子体中磁场拓扑结构的一种非常重要的机制，它提供了磁能转化成热能和动能的一种有效方法。实际上，尽管磁重联通常被认为与太阳耀斑和日冕物质抛射等太阳爆发活动直接相关，但是磁重联并不容易被观测到并认证出，而以往关于磁重联的研究往往集中在对单一事件进行分析，并且关于磁重联的统计研究到目前为止尚未被报道。

　　薛志科等人充分挖掘了云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地一米新真空太阳望远镜（NVST）在2012年至2020年期间观测得高分辨数据，统计分析了六个小尺度磁重联事件（图1所示），并计算了每个磁重联事件的物理参量，包括磁重联入流和出流速度、磁分界面喷流速度、电流片长度和宽度、磁分界面张角等。

　　他们发现磁分界面张角不依赖于磁重联入流速度，而与初始磁场位型结构相关；磁重联出流速度和磁分界面喷流速度都和入流速度有高度的正相关性，电流片的长度同样也和入流速度正相关，而其厚度则和入流速度负相关。另外他们还发现，当磁分界面张角接近于90度时，磁重联出流和磁分界面喷流都具有最大的速度（图2所示）。这些统计结果与理论模型和数值模拟结果高度一致。

　　该项研究得到了“大科学装置前沿研究”重点专项、国家自然科学基金项目、中国科学院青年创新促进会人才项目、中国科学院西部之光人才项目、云南省应用基础研究计划项目、中国科学院太阳活动重点实验室、云南省创新团体项目等项目的支持。

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图1.云南天文台抚仙湖基地一米新真空太阳望远镜（NVST）清晰地观测到的六个小尺度重联事件。黑色和红色箭头分别代表磁重联入流和出流方向。

图2.小尺度磁重联各物理参量之间的统计关系。