空间中心科研人员在三维磁重联与太阳耀斑精细结构研究取得新进展

磁重联在日冕和恒星冕、地磁层和行星磁层、吸积盘和等离子体实验室等磁化等离子体系统中扮演着十分重要的角色，对其研究帮助我们理解太阳及其他恒星大气中磁能积累和爆发式释放的物理过程。磁重联导致磁能快速释放，转化为等离子体的动能和热能。目前，人们对二维磁重联过程的认识较为清晰，而对三维磁重联的理解还远远不够，而太阳耀斑是开展三维磁重联观测研究、验证理论模型的典型天体物理爆发现象。耀斑带由磁重联加速产生的高能粒子在低层大气中沉积能量而形成，其精细结构（又称亮核）的动力学演化是诊断日冕电流片中磁重联过程的有效探针。

近日，中国科学院国家空间科学中心（以下简称“空间中心”）太阳活动与空间天气全国重点实验室（以下简称“天气室”）太阳活动研究室研究人员李婷及其合作者利用IRIS卫星过去12年超高时间分辨率（1-2秒）的观测数据，发现耀斑带亮核表现出快速“眨眼”过程（图1），即单个亮核发生准周期地明暗变化，周期约为6-24秒。亮核的最短加热时长仅约 2–3 秒，说明能量仅沉积在耀斑带亮核很小的局地区域，且能量持续注入时长仅有数秒。同时，部分亮核沿耀斑带发生滑动运动，滑动速度为20–1800公里/秒。

 图1，耀斑带亮核的“眨眼”过程（左）及周期性分析（右）

在三维情况下，磁重联表现出与二维磁重联不同的观测特征，其中最典型的观测特征是重联磁场线的表观滑动运动。已有的理论模型认为重联电流片由撕裂模不稳定性催生大量小磁岛，磁岛的形成与合并致使磁重联具有脉冲爆发式特征，而非连续过程。李婷等人发现耀斑带亮核同时存在滑动及 “眨眼” 过程，揭示磁重联具有磁岛介导和三维的双重属性，证实了三维脉冲爆发式磁重联的理论模型。

相关成果以“Unprecedented Fast Winking of Solar Flares Triggered by Bursty Magnetic Reconnection”为题发表在了国际学术期刊The Astrophysical Journal（ApJ）上。该研究工作得到了中科院先导项目、国家自然科学基金等项目的联合资助。 

论文信息

Li, T., Duan, X., Hou, Y. et al. (2026). Unprecedented Fast Winking of Solar Flares Triggered by Bursty Magnetic Reconnection. The Astrophysical Journal, 1006, 47.

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae80ae

（供稿：天气室）