天博中科院云南天文台在湍动磁重联电流片中带电粒子的加速研究方面获进展—新闻—科学网

近日，天文学国际期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）揭晓了云南天文台 太阳勾当以及CME理论研究团组 的最新研究结果，该研究由李燕及组内其他互助者配合完成。他们具体研究了带电粒子于湍动磁重联电流片�첩中的加快历程，给出了粒子加快的一些新成果。

太阳耀斑是太阳年夜气中最剧烈的能量开释历程（典型发作的能量可达1025焦耳），它于极短的时间内倏地的将磁能转化为等离子体的热能、动能及加快带电粒子。不雅测研究注解，高能非热粒子盘踞了开释能量的10%-50%。磁重联电流片所孕育发生的感到电场是加快高能粒子的一种有用机制，但长电流片凡是是不不变以及高湍动的，会孕育发生各类等离子体不不变性，最重要体现是磁岛的造成以及归并。研究带电粒子于如许繁杂的电磁场布局中的运动，对于理解粒子加快的细节历程长短常须要的。

本研究经由过程对于磁流体力学方程的数值计较，得到了自洽的电磁场布局。然后，经由过程实验粒子要领，研究粒子于湍动电流片中的加快。成果注解，电子以及质子的能谱均出现单一的幂律谱。幂律谱的高能身分由被捕捉于闭合磁场中的粒子构成，而逃逸的以及部门被捕捉的粒子孝敬了能谱中较低的能量身分。谱指数跟着磁重联的演化出现软-硬-软的变迁(图1)。因为磁岛的运动，使患上于磁岛的两头存于相反的电场。这致使此区域曲率漂移对于粒子加快以及能量增长影响很小，而梯度漂移加快于粒子的加快起着很是主要的作用(图2)。别的，因为磁岛的存于，于思量指导场的环境下其实不能像X-点位型那样很较着的看到质子以及电子的分散，只要很高能部门的粒子才气不雅察到这类征象(图3)。

该研究得到了国度天然科学基金工程、中国科学院战略先导科技专项以及云南省林隽科学家事情室的撑持。科学计较完成在云南天文台计较太阳物理试验室。

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图1.质子(左)以及电子(右)能谱的演化

图2.左:质子于xy平面的运动轨迹。右:粒子平行(红)以及垂直(蓝)磁场标的目的动能及总动能(黑)的变迁。

图3.能量较高的质子(左)以及电子(右)漫衍

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