中国天文学家在日冕扰动的速度场分布数值研究中获得进展

中国科学院云南天文台太阳活动及日冕物质抛射理论研究团组成员梅志星副研究员团队，通过立体磁流体动力学数值实验研究了日冕物质抛射事件中与远紫外日冕扰动相关的立体速度场分布。

近二十年来，耀斑/日冕物质抛射爆发事件中远紫外线的日冕扰动受到广泛观察和模拟。 梅志星等人采用分析解形式的磁绳模型，开展日冕物质抛射爆发过程的立体磁流体动力学数值模拟，以研究与远紫外线扰动相关的复杂速度分布。

数值模拟结果显示：当磁绳向上爆发时，在其前方有立体圆顶形的快模激波（fast-mode shocks）形成，然后是向外移动的等离子
体。 在爆发源区的中心区域，一个不断膨胀的日冕物质抛射泡状结构和一个立体磁重联电流片不断生长，两者都朝向爆发源区的向内运动的等离子体填充。 在日冕物质抛射泡状结构的两侧，由于向内和向外的等离子体之间的相互作用，形成复杂的速度分布，导致慢模激波（slow-mode shocks）和速度分割面的形成。

他们注意到速度分割面附近存在有两种类型的涡流（见上图），在以前的远紫外线扰动的数值模拟中没有提到。 在第一种涡旋中，等离子体向涡旋中心会聚，在第二种涡旋中，等离子体从中心向外发散。

采用建立正向模型（Forward Modeling）图像合成技术，他们获得了基于模拟数据的太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory）大气成像组件图像。 在合成图像上，他们能够看到磁绳和快模激波等结构。 此外，他们还将傅立叶（Fourier）局部相关跟踪方法应用到时间上存在一个小间隔的两张合成图像上，推导出等离子体速度场。 然而，他们没有在这个推导的速度场中看到速度分割面、慢模激波和两种类型的涡流，也就回答了一个困扰他们多年的疑问：数值模拟显示慢模激波、速度分割面与快模激波一样，普遍存在于日冕物质抛射爆发过程中，为什么快模激波能够大量观测到，而慢模激波和速度分割面没有大量报道。

【图、文：节录自中国科学院云南天文台网页;新闻资讯由林景明提供】研究全文刊登在2021年12月20日出版的《天文学与太空科学最前线》期刊 标题是： Velocity Distribution Associated with EUV Disturbances caused by Eruptive MFR

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