我學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯

科技日報合肥8月18日電 （記者吳長鋒）記者18日從中國科學技術大學獲悉，該校中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊，和北京航空航天大學的符慧山教授合作，在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。他們利用MMS（磁層多尺度）衞星高分辨率觀測資料，首次發現在磁場重聯產生的磁通量繩內部絲狀電流中，可發生次級重聯並導致磁能的快速耗散。相關結果日前在線發表在《自然通訊》上。

磁場重聯是一種基本的等離子體物理過程。磁場重聯過程中，磁自由能被快速地釋放而轉化為等離子體動能和熱能，並伴隨着磁場拓撲結構的顯著改變。磁場重聯是太陽耀斑、日冕物質拋射、磁層亞暴等爆發性空間天氣事件的起因。由於撕裂模不穩定性，大尺度電流片會破碎形成大量螺旋形磁結構——磁通量繩。磁通量繩之間的相互作用使得整個重聯區域呈湍動態，能量從大尺度輸運到小尺度，最終至動力學尺度。此外，這些磁通量繩（即相干結構）和電子加速及快重聯率密切相關。

考慮到電流片中大量的磁通量繩，這些磁通量繩攜帶着可觀的磁自由能。利用高時間分辨率高精度的衞星數據，該研究團隊首次發現磁通量繩內部的小尺度電流片會進一步發生不穩定而破碎成絲狀電流，絲狀電流內部可以觸發次級磁場重聯，快速地耗散磁能。由於磁場重聯過程中、電流片中會生成大量磁通量繩，由磁通量繩內部的次級磁場重聯產生的耗散，可能在整個磁場重聯過程中將佔據重要位置。