通过高分辨率的磁流体动力学数值实验，科学家在耀斑电流片内湍动辐射特征获得新进展

中国科学院云南天文台科学家们通过研究确定了湍流对太阳耀斑中等离子体加热的作用，该最新研究成果论文，题为：“湍流在爆发性太阳耀斑中加热等离子体的作用”，发表在最近的《天体物理学》杂志上。

在太阳爆发过程中，会在日冕中形成一个高温耀斑结构和与之相连的细长电流片，相当于几十亿颗巨型氢弹同时爆炸的能量通过磁重联被释放出来。MHD 湍流（如电流片内的磁岛、耀斑环上方扇形结构内的混沌形态等）可以促使能量快速地从大尺度向小尺度传递级联，并最终被耗散掉，它被认为在提升能量释放效率起重要作用。

耀斑电流片内不同区域的湍流性质和加热等离子体的机制仍需进一步研究，这将促进人们对太阳爆发甚至是恒星爆发的理解，具有重要的科学价值。

图源：中国科学院云南天文台 

研究团队建立起了磁流体力学方程组的第一个解析解，也是至今唯一的解析解。结果不但与观测符合得很好，而且后续的、包括研究团队自己开展的数值实验，都证明了这个解析解的合理性与正确性。

首次建立了磁星罕见爆发的磁流体力学模型。这为天体物理其它领域对磁激变现象的探索提供了一种借鉴和研究范式，为拓展开辟新的研究领域提供了具有重要价值的思路。 

针对驱动太阳爆发的磁重联物理本质的问题，通过观测与数值实验研究，研究人员发现了太阳爆发磁重联电流片中的湍流结构，首次明确了驱动太阳爆发的磁重联的湍流本质；提出了太阳色球低温等离子体局部加热的新机制，得到国际同行观测和数值实验的验证。磁流体动力湍流在太阳喷发过程中无处不在，并且对于能量的快速释放和观测中发现的复杂热结构的形成至关重要。

研究团队设计了新的数值模拟算法，首次以最接近实际情况的方式，展示了磁场从光球进入日冕的过程与爆发的产生之间最为本质的联系，从而证实了研究模型的合理性，为构建太阳爆发的物理预报模型打下理论基础。 

该研究项目属于太阳物理研究领域，系天文学科基础类研究。太阳是一颗离我们最近、对人类及其生存环境影响最大的一颗恒星。加强对太阳活动的研究，直接关系着人类社会的生存和发展。太阳活动的研究对于科技长远发展、重大空间计划等均具有重要意义。

这项研究致力于揭示太阳爆发的物理起源，探索其核心的驱动模式——电磁相互作用，即宇宙中最基本的相互作用之一。