太阳大气中幽灵阴影的来源终于可以确定

我们最终可能对太阳耀斑期间观察到的太阳大气中坠落物质的神秘阴影有一个解释。

第一的1999年发现的，这些神秘的影子条纹？ 被称为“向下移动的黑暗空洞”？ 被认为与引发太阳喷发的磁场相互作用有关。 现在，太阳物理学家发现事实并非如此。 相反，这些“拱廊下流”是太阳等离子体中流体相互作用的结果。

这种现象与在超新星遗迹的激波界面上观察到的结构非常相似，其中不稳定性也会导致长的手指状结构。 这一发现将帮助我们更好地了解动荡的太阳的疯狂行为。

这些结构可能与太阳磁场有关的想法并非没有道理，因为太阳极其复杂和混乱的磁场正是产生耀斑的根源。

我们的恒星是一个由极热等离子体组成的翻滚湍流球，等离子体是一种由带电粒子组成的流体，与电磁力发生强烈相互作用。 由于太阳是一个球体，赤道面的旋转速度比两极的旋转速度快。 这导致太阳磁场越来越纠结，这反过来又可以在整个太阳上产生强大的局部磁场，打开太阳黑子，从而产生耀斑。

在这些局部磁场中，磁力线可能会变得混乱。 在太阳耀斑的根源，相对的线连接、断裂、再连接。 强大的电流片也横跨太阳耀斑核心区域。 这种磁重联导致能量释放并将电子加速到相对论速度。

“在太阳上，会发生的情况是，有很多磁场指向各个不同的方向。最终，磁场被推到一起，达到重新配置的程度，并以太阳耀斑的形式释放大量能量， ”天文学家凯西·里夫斯说哈佛和史密森天体物理中心的。

“这就像拉长一根橡皮筋，然后从中间剪断。它受到压力，被拉得很薄，所以它会弹回来。”

嵌入扇状结构中的拱廊下流与磁流体动力学模拟中预测的重联流出非常相似？ 导电流体的运动。 但有一个巨大的问题：它们比模拟的流出速度慢了约 15%，科学家发现这一问题很难解决。

由哈佛和史密森天体物理中心的天文学家沉成才领导的研究小组想要弄清楚这种奇怪差异的真相，因此他们拍摄并仔细研究了美国宇航局天基太阳动力学观测站的下流图像。

然后，他们对太阳耀斑进行了模拟，并将其与观测数据进行了比较。 他们发现磁重联并不是造成大部分阴影的原因。

相反，当磁重联下流遇到耀斑的闭合磁场回路时，它们会产生终止激波。 拱廊上的下流在终端激波下方的湍流界面区域中自发形成，并且是不同密度的流体相互作用的结果？ 研究人员指出，就像油和水一样。

该界面区域类似于超新星遗迹中夹在两个正向和反向激波之间的区域，在那里也可以找到指状结构。

“那些黑暗的、手指状的空隙实际上是没有等离子体的。那里的密度比周围的等离子体低得多，”里夫斯说。

结果表明，界面区域可能比我们想象的更复杂，这可以帮助我们了解太阳耀斑期间磁能是如何释放的。 该团队计划继续对太阳现象进行 3D 模拟以进一步研究。

该研究发表于自然天文学。