新浮太阳活动区中的碰撞剪切过程

耀斑和日冕物质抛射（CME）是太阳大气中最剧烈的爆发现象。前者表现为日冕局部区域多个波段电磁辐射在短时间内的突然增强，能够驱动高能粒子；后者则是从日冕抛出的大尺度磁化等离子体团，不仅能够驱动高能粒子，还可能携带能够引起地磁暴的南向磁场。二者均能驱动灾害性空间天气，影响近地空间环境。因此对于耀斑（特别是M级以上的大耀斑）和CME 起源的研究一直是空间和太阳物理研究的热点。

大部分大耀斑和日冕物质都产生自太阳活动区（太阳表面的强磁场区域）。具体到活动区内部，磁极性反转线（PIL），特别是强磁场间形成的高度剪切的PIL往往是大耀斑和日冕物质抛射的起源位置。近日有学者基于个例研究，提出了大爆发的“碰撞剪切”起源机制(Chintzoglou, et al., 2019)，认为磁场自太阳内部浮现的过程中，不同偶极间极性相反的非对偶磁极之间会发生碰撞，驱动磁场剪切和对消，从而促进磁绳形成，驱动爆发 (如图1所示)。我实验室日地空间团组的刘丽娟等人从统计的角度出发，筛选了19个在SDO卫星视角内浮现且产生了一个以上大耀斑或者CME的新浮活动区。通过逐个追踪各活动区中不同磁极的演化，发现这些大爆发的源中性线上皆存在碰撞特征，共可分为三类 (如图2a-c所示)：一类单纯由非对偶磁极间的碰撞形成(cPIL, 11个)，一类由非对偶磁极间的PIL以及对偶磁极内部的PIL组合而成(s/c-PIL, 6个)，一类在偶极与外围弥散磁场间形成 (s/e-PIL，2个)。同时发现有84% (16/19)的PIL在爆发产生前其碰撞部分的长度超过了18 Mm，且碰撞长度同耀斑等级之间存在很好的相关性 (如图2d所示)。相关成果发表在The Astrophysical Journal上(Liu, et al., 2021)。

图1 浮现活动区中的碰撞剪切过程模型 (Chintzoglou, et al., 2019)

图2 新浮活动区中爆发PIL的分类以及PIL的碰撞长度与耀斑强度的相关性

参考文献：