记者1日从中国科学院云南天文台获悉，该台研究团队通过高分辨率的磁流体动力学模拟，成功揭示了太阳低层大气中一种前所未有的快速磁重联现象。这一突破性成果已在国际期刊《天体物理学》上发表，引起天文学界广泛关注。
磁重联这一颇为神秘的物理过程，在宇宙中极为普遍。它发生在磁化等离子体中，当磁场结构发生变化时，磁能会转化为等离子体的动能和热能，并加速高能带电粒子。这一过程对于解释宇宙中的各种磁能释放现象至关重要。
长期以来，科学家们一直在探索磁重联过程中磁能快速转换的物理机制。传统的斯威特-帕克模型和佩切克模型虽然为我们提供了理解磁重联的框架，但在解释某些观测现象时仍显不足。特别是佩切克模型虽然预测了更快的磁重联速率，但其所需的非均匀分布电阻的物理起因却一直是个谜。
磁重联速率随时间的演化示意图。 云南天文台供图
云南天文台研究员倪蕾、林隽和阿卜杜拉-扎法尔博士等人另辟蹊径，聚焦太阳低层大气这一特殊环境，利用单流体辐射磁流体力学模拟技术，深入研究了从光球到日冕底部不完全电离区域的动态磁重联过程。他们发现，在这一环境中，磁重联过程并非一成不变，而是会经历从等离子体团不稳定性主导的磁重联到爆发式的动态佩切克式磁重联的转变。
这种转变的关键，在于磁重联过程中等离子体温度和密度的显著下降。当主X点的等离子体温度和密度突然降低时，会导致压力衰减和磁扩散系数的增加，从而触发更快的动态佩切克式磁重联。研究团队发现，这种新型磁重联获得的最大重联速率能够达到0.06以上，明显高于离子体不稳定性这种目前主流的快磁重联模型所预测的重联率。
这一发现不仅揭示了太阳低层大气中快速磁重联的物理机制，获得与观测结果相近的极大磁重联速率，还为人们理解其他非完全电离环境中的磁能释放过程提供了新的视角。
