暗条(filament)是悬浮在日冕中致密的冷物质,经常出现在磁中性线之上。作为太阳上面普遍存在的一种现象,暗条一直是一个研究的热点,因为它的爆发会释放大量的能量和等离子,从而影响空间天气。人们普遍接受的是,暗条的形成是一个储存能量的过程, 当储存的能量达到一定程度之后,暗条系统会失去平衡,伴随磁重联的发生,磁能量以爆发的形式猛烈地释放出去。然而,如果暗条在储存能量的过程中,发生磁相互作用,能量被逐渐地释放出去,它将导致形变,而不是导致爆发。
我们研究了太阳活动区12760中一个小暗条的形成与形变。暗条形成主要为三个过程(图1),在第一个过程中,源区存在着一些小细丝(FT0)连接着P0a和N0a,接着P1a和N1a以及它们上面的小细丝(FT1)浮现出来,N1a向东运动和P0a发生相互作用,FT0和FT1之间发生磁重联,一段较长的暗条(F1')形成(图1a-b)。在第二个过程中,磁相互作用还在继续,N1b浮现后与N1a融合,使得凹陷的暗条变得凸起(F1'')(图1c-d)。 在第三个过程中,第三对偶极子N1c-P1c以及它们上面的FT2浮现出来,N1c向东运动与P0b发生相互作用,FT2与F''之间发生磁重联,形成了一个拉长的暗条(F1)(图1e-f)。在暗条的形变过程中(图2),由于F1与东北部F2相邻足点下面持续的磁对消活动,F1与F2被扰动,磁相互作用发生在F1与F2之间(图2a)。作为磁重联的产物,新形成了连接着F1西足点和F2南足点的长环(红线)以及连接着F1东足点和F2北足点的短环(蓝点线)。最终F1的剪切状态变弱,F2变短(图2b)。
总之,伴随着三对偶极子的浮现,分离和与周围磁极的相互作用,三段暗条细丝以“头尾磁重联”的形式,形成一个拉长的暗条(F1)。F1形成后立即与周围的暗条(F2)发生磁相互作用,在经历了几次磁相互作用之后,F1的剪切状态变弱,F2变短。本工作由山东大学空间科学研究院与中科院太阳活动重点实验室,中国科学院自适应光学重点实验室等合作完成,该研究结果:Formation and Immediate Deformation of a Small Filament Through Intermittent Magnetic Interactions 被Solar Physics接收,将于近期正式发表,全文链接: http://arxiv.org/abs/2202.09633。作者感谢国家自然科学基金、中科院太阳活动重点实验室开放课题和山东大学齐鲁青年学者基金的支持, 感谢成都光电所提供的1.8-meter Chinese Large Solar Telescope (CLST)高分辨率观测资料。
图1:暗条形成二维卡通示意图
图2:暗条形变二维卡通图示意图