云南天文台科研人员在耀斑大尺度电流片湍流耗散研究取得新进展推动了天文学科研动态的发展
近日，天文学期刊《天文和天体物理学研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）发表了云南天文台太阳爆发现象和CME理论研究组的硕士研究生张怡宁和叶景博士等人的最新工作。他们的研究发现，在太阳爆发耀斑的大尺度电流片中，由于撕裂模不稳定性的发生会使得电流片中出现湍流。他们的工作量化分析了出现湍流后的磁重联速率、耗散率、耗散尺度等，发现湍流通过增宽电流片的方式有力加速了电流片内的磁重联过程。
太阳耀斑是太阳系内最剧烈的爆发活动之一，在一次大的耀斑事件中能释放高达1032尔格的能量到行星际空间。而磁重联过程在耀斑的能量释放中发挥着十分关键的作用。根据Lin-Forbes模型，在太阳大气中，一个大尺度的中性电流片连接着太阳耀斑和相应的爆发磁绳，这个电流片是发生磁重联的主要场所。经典理论预期这个电路段宽度在离子惯性尺度（几十米到几百米），而观测中的数据显示这些规模远远超过此范围，有时甚至达到104-105公里。这可能与引入到的巨大的动态效应有关，因此准确地量化这些效应对于理解快速能量释放至关重要。
为了实现这一目标，他们利用2维高分辨率MHD数值模拟基于双带耀斑模型并考虑了重力分层情况分析了大尺度耀斑电子流量中的扰乱对磁融合过程影响。在这种条件下，当撕裂模不稳定性在电子流量内部发生时，磁融合速率显著增加。此外，他们还探讨了一系列与扰乱相关的问题，如消耗速度、消耗范围以及具有较低温度且更多次元状态因素进行交换的一些方面，并计算出了其消耗规模为100-200公里，这一结果也支持同样长度范围内强烈激波活动的情况。
总结来说，该团队通过精细的地球实验室环境及地球上可见光望远镜数据来测试提出的新的物理机制，从而揭示了解决上述问题所需时间跨越长达数年乃至世纪之久，对我们对未来宇宙环境如何改变我们的理解提供了一种全新的视角。