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中國科學(xué)院云南天文臺撫仙湖太陽觀測和研究基地的研究人員，清晰地觀測到一個太陽暗條被新浮現(xiàn)磁系統(tǒng)分裂并由磁重聯(lián)導(dǎo)致暗條重新合并。相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在國際天文學(xué)雜志《天體物理學(xué)報》（The Astrophysical Journal）上。該項工作由云南天文臺薛志科青年研究員和閆曉理研究員等人共同合作完成。
太陽暗條是由磁場支撐，懸浮在日冕中的高密低溫等離子體，人們普遍認(rèn)為暗條物質(zhì)來自色球?qū)?，但到目前為止，還不清楚暗條物質(zhì)是通過何種方式被輸送到日冕層和支撐暗條物質(zhì)的磁場結(jié)構(gòu)是什么樣子等問題，而暗條下方的磁極剪切和匯聚運(yùn)動在暗條形成過程中往往被觀測到，這可能暗示著磁重聯(lián)對暗條形成起到非常重要的作用。
磁重聯(lián)是由兩組方向相反的磁力線相互靠近并重新連接的物理過程，同時伴隨大量磁能被快速釋放。太陽是研究磁重聯(lián)的極佳載體，這是由于太陽爆發(fā)事件幾乎都和磁重聯(lián)有一定聯(lián)系，但受觀測設(shè)備的限制，目前對磁重聯(lián)的觀測研究還非常少。
薛志科等人主要利用云南天文臺撫仙湖太陽觀測和研究基地的一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（NVST）觀測的高分辨率數(shù)據(jù)，結(jié)合空間望遠(yuǎn)鏡太陽動力學(xué)天文臺（SDO）和太陽界面區(qū)成像光譜儀（IRIS）等在紫外和極紫外波段獲得的圖像、光譜數(shù)據(jù)和矢量磁場數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析了發(fā)生在2021年6月4日一個小暗條分裂和合并的完整過程。
暗條的右腿在初始時呈現(xiàn)出彌散形態(tài)（圖1a），通過非線性無力場外推方法獲得的三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也證實了這一特殊形態(tài)（圖1b）。許多正負(fù)磁極和磁環(huán)逐漸從暗條右足扎根的磁極附近浮現(xiàn)出來（圖1c白色箭頭），在這一過程中，新浮現(xiàn)磁環(huán)逐漸向上抬升并從暗條右腿中間穿過，暗條的右腿被撕裂成兩部分，而它的左腿仍然保持一個完整的結(jié)構(gòu)。隨后，一個小尺度磁重聯(lián)發(fā)生在新浮現(xiàn)磁環(huán)和暗條分裂出的一部分之間（圖1c紅色箭頭），由磁重聯(lián)產(chǎn)生的長磁環(huán)和暗條分裂出的另一部分合并，最終，一個完整的暗條重新形成。
基于觀測結(jié)果，研究人員推斷磁浮現(xiàn)對暗條分裂負(fù)有重要責(zé)任，而磁重聯(lián)是導(dǎo)致暗條合并的直接原因（圖1d-f）。
該項研究得到了國家自然科學(xué)基金項目、中國科學(xué)院創(chuàng)新促進(jìn)會人才項目、中國科學(xué)院西部之光人才項目、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃項目、云南省太陽物理與空間目標(biāo)監(jiān)測重點實驗室等項目的支持。
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