磁重联可导致太阳黑子快速失踪

科技日报记者 赵汉斌 通讯员 陈艳

记者19日从中国科学院云南天文台获悉，该台抚仙湖太阳观测与研究基地薛志科副研究员和闫晓理研究员等人发现，小尺度磁重联是导致太阳黑子快速失踪的一种有效方式，研究成果发表在国际天文学期刊《天体物理学快报》上。

太阳黑子是太阳表面一块磁场强而温度低的黑暗区域，它的形成和消失往往是太阳磁场演化的结果，因此，它对理解太阳磁场的起源和太阳活动周起到至关重要的作用，然而，人们至今还不清楚太阳黑子是如何从太阳表面衰退或消失的。

研究人员观测到小尺度磁重联导致太阳黑子快速失踪。云南天文台供图

磁重联是宇宙等离子体中普遍存在的一种磁能释放现象，由两组方向相反的磁力线相互靠近并相互作用，重新联接而形成新磁力线的物理过程，其间磁能转化成了等离子体的动能和热能。太阳是研究磁重联的最佳实验室，因为磁重联往往被认为是触发太阳爆发活动的主要原因之一，特别是磁重联还可能和日冕加热这一太阳未解之谜相关。

利用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和美国太阳动力学天文台等观测的高分辨率数据，薛志科等人发现该事件于2020年10月26日发生在太阳上很小的区域内，一个正磁极小黑子逐渐形成，并靠近另一个早期存在的负磁极小黑子，随后它们逐渐变小，最终从太阳表面消失。通过计算正磁极黑子的面积和磁通量衰退速率，发现其消失过程属于快速模式。此外，在太阳色球层和日冕层，一米新真空太阳望远镜和太阳动力学天文台都清晰地观测到一个小尺度磁重联过程，它发生在分别扎根于负磁极和正磁极的两组磁环之间，最终形成了位于光球层之上的一组新磁环，而利用非线性无力场外推方法重构出的磁拓扑结构也证明了磁重联的发生。

薛志科等人推断太阳黑子的失踪过程首先是由小尺度磁重联驱动的，随后连接太阳黑子负磁极和正磁极的磁环下沉并躲进了太阳光球层下面，最终导致人们无法观测到太阳黑子了。因此，磁重联是导致太阳黑子快速失踪的有效机制。