看清太阳表面的“蛋花”

 
 
看清太阳外貌的“蛋花”  
——研究人员展现日珥风雅布局及动力学机制  

        假如用口径足够大的望远镜看太阳，会发明什么？

        当判别率达百公里以下，人们可视察到悬浮于日冕中的冷物质团——日珥有着极风雅的布局，由许多看起来像蛋花的细丝组成。并且，这些“蛋花”时时刻刻都在举动，一部门向左，另一部门向右，偏向瓜代呈现。

风雅的布局从何而来？什么因素抉择了日珥细丝的举动偏向？借助数值模仿，南京大学的研究人员发明，这些现象与太阳外貌的湍流举动以及磁场密切相关，有关成就日前颁发于《自然-天文学》。

“日珥的形成与太阳的色球层加热有关，日珥的发作与太阳耀斑和日冕物质抛射也有关联，这些都是太阳物理学研究中的热门话题。”论文通讯作者、南京大学天文与空间科学学院传授陈鹏飞暗示。

扞格难入：悬浮在百万摄氏度中的冷物质团

日冕是太阳的最外层大气，悬浮个中的冷物质团被称为日珥，如左图。当日珥从太阳侧边转到日面时，因泛起出玄色条状布局而被称为暗条，如右图。（研究者供图，右图由中科院云南天文台拍摄）

从内到外，太阳外貌外的大气可分为光球层、色球层和日冕三部门。日冕温度高达百万摄氏度，个中常常悬浮着只有几千摄氏度的冷物质团。当这些冷物质团位于太阳侧边时，因形似耳饰而被定名为日珥。

当日珥移到太阳外貌，人们视察到的样子呈暗玄色长条状，日珥因此也被称为暗条，这也是研究人员最常碰着的视察形态。

“日珥是太阳物理学规模的热门研究工具，人类汗青上对日珥的视察可以追溯到12世纪。然而，是什么导致了它的细丝布局？什么原因让细丝时刻处在举动中？这些问题一直没有很好地办理。”论文第一作者周雨昊汇报《中国科学报》。今朝，周雨昊已从南京大学结业，在比利时鲁汶大学从事博士后研究事情。

为了探寻日珥布局及其举动之谜，陈鹏飞等人提出设想：日珥的细丝布局是否与太阳外貌的湍流举动有关？

湍流举动会导致太阳外貌的物质被随机加热，使得外貌物质不匀称地蒸发，进而导致细丝布局的发生。也正是随机蒸发的进程，使得细丝总处于随机扰动之中，从而呈现忽左忽右的举动偏向。

为了验证这一设想，研究团队需要模仿日珥细丝布局的形成和动态变革进程。

降维模仿：用计较机语言表达不匀称性

日珥风雅布局形成的数值模仿功效。配景是太阳外貌，暗黑细长布局为日珥。（研究者供图）

日珥具有巨大的三维布局，体量复杂，其宽度为地球的数倍，长度可达地球的几十倍。而模仿日珥的形成及其内部的风雅布局，高空间判别率是硬性要求。若对日珥举办三维模仿，受计较本领限制，空间判别率就无法担保，这也是验证设想的难点地址。

在南京大学高机能计较中心，陈鹏飞等人另辟门路。凭借先前的研究积聚，他们将模仿单个暗条细丝形成进程的一维磁流管模子扩展成二维磁流片。

“一维环境下是一条细丝，二维就是一排，这样才气再现出视察时看到的彼此独立的细丝布局。”周雨昊暗示。