等离子体|观测到一次前所未有的太阳爆炸，科学家这次将有何收获？
天文学家在观测太阳过程中 ， 首次发现由火山喷发这一外部驱动因素引发的磁重联指由于太阳磁力线周期性折断并重新排列 ， 磁能转换成动能、热能和粒子加速度 。 该发现对进一步研究强制重联及建立预测模型有重大意义 。
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在进行太阳天文学研究的过程中 ， 科学家们注意到 ， 太阳磁场错综复杂的磁场线会呈现断裂-重组的周期性变化 。 这个过程被称为磁重联 ， 其中一个物体的磁拓扑结构被重新排列 ， 磁能转化成动能、热能和粒子加速度 。
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【等离子体|观测到一次前所未有的太阳爆炸，科学家这次将有何收获？】然而 ， 在观察太阳时 ， 一个由印度天文学家组成的团队目睹了一种前所未有的现象由附近的一次太阳爆发引起的磁重联 。 这一观测结果证实了十年前关于磁重联及其外部驱动的理论 ， 并可能引发一场对空间天气的理解以及可控核聚变和等离子体实验的革命 。
作出此次发现的团队由印度理工学院(BHU)太阳能科学家阿布舍克斯里瓦斯塔瓦领衔 ， 成员包括来自南波希米亚大学、北京大学地球与空间科学学院、数学等离子体天体物理学中心、印度天体物理学研究所和阿尔马天文台的天文学家 。
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利用美国航天局太阳动力学观测台的数据 ， 斯利瓦斯塔瓦和他的同事们观测到一次与众不同的磁爆 。 它开始于太阳大气层(日冕)的上游 ， 那里有一个由太阳表面的一次爆发产生的巨大的物质环(又名：日珥) 。 随后 ， 环状日珥开始降回表面 ， 但紧接着撞击到大量的纠缠场线从而引发了磁爆 。
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图解：如图所示 ， 日珥高出太阳表面5万多公里 。 相比之下 ， 地球直径12700公里的日珥也显得很小 。 图源：NASA
斯里瓦斯塔瓦这样解释道：“这是(我们)第一次观察到一个由外部驱动的磁重联 ， 这对于理解其他系统非常有用 。 例如 ， 地球和行星磁层、其他磁化等离子体源 ， 包括等离子体高度扩散且很难控制的实验室规模实验 。 ”
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图解：直径约60万公里的磁化等离子体墙将使太阳系的其他星球相形见绌 。 图源：NASA
在以往的案例中 ， 在太阳和地球周围观测到的磁重联在本质上是自发的 。 此类自发现象只发生在太阳的特定区域 ， 该区域具有一层薄薄的只能传导微弱电流的电离气体(也称等离子体) 。
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尽管15年前人们就首次提出了由爆炸驱动的强制重联的可能性 ， 但还没有人直接观测过这种可能现象 。 这种类型的重联可以发生在更广泛的范围 ， 在那里等离子片导电时电阻甚至更低 。 然而 ， 它也需要爆发来触发 ， 这将挤压等离子体和磁场 ， 并导致它们重联 。
利用SDO ， 研究小组能够通过检测太阳的波长来研究这种等离子体 ， 该波长显示粒子被加热到100 - 200万摄氏度(180 - 360万华氏度) 。 这使得他们能够在历史上第一次观察并拍摄到日冕强制重联事件的图像 。 它开始于日冕中的日珥落回光球层 ， 在那里它撞击到大量的场线 ， 并以独特的X形重联 。
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图解：太阳磁场会在光球层上方形成巨大的太阳等离子体环 。 图源：NASA
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