科学探索|天文学家对1999年太阳上发现的神秘手指状特征进行解释天文学家对1999年太阳上发现的

1999年1月，科学家们在一个太阳耀斑中观察到了一种神秘的运动。与典型的耀斑显示明亮的能量从太阳向外爆发不同，这个太阳耀斑还显示出一种向下的运动流，好像物质正在向太阳回落。这被描述为“向下移动的黑暗空洞” ，天文学家们想知道他们到底看到了什么。

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在1月27日发表在《自然-天文学》上的一项研究中，美国哈佛和史密森尼天体物理学中心(CfA)的天文学家们为这种鲜为人知的运动提供了新的解释，现在科学界称之为“耀斑环顶向下流”（supra-arcade downflows ， SADs）。
【科学探索|天文学家对1999年太阳上发现的神秘手指状特征进行解释】“我们想知道这些结构是如何发生的， ”研究主要作者和CfA天文学家沈成才说，他将这些结构描述为 “暗指状特征” 。“是什么在驱动它们，它们是否真的与磁重联有关？”
自从90年代发现SADs以来，科学家们一直认为它们与磁重联有关。这个过程发生在磁场断裂时，释放出快速移动和极高能量的辐射，然后再进行重组。
“在太阳上，发生的情况是有很多磁场，它们指向所有不同的方向。最终，这些磁场被推到一起，以至于它们重新配置并以太阳耀斑的形式释放出大量的能量， ”研究报告的共同作者、CfA天文学家Kathy Reeves说。Reeves补充说：“这就像拉长橡皮筋，然后在中间剪断。它受到了压力，被拉得很细，所以它会折回来。”

科学家们认为SADs是太阳耀斑爆发后，破碎的磁场"折返"到太阳的迹象。
但是有一个问题。科学家们观察到的大多数下坠现象是“令人费解的缓慢” ，共同作者、新泽西理工学院的天文学家陈斌说。
研究人员解释说：“这不是经典的重联模型所预测的，这些模型显示下坠速度应该快得多。这是一个冲突，需要一些其他的解释。”
为了找出正在发生的事情，该团队分析了美国宇航局太阳动力学天文台上的大气成像组件（AIA）所拍摄的图像。AIA部分由CfA设计和建造，由洛克希德-马丁公司太阳天体物理学实验室领导，每12秒以七种不同波长的光拍摄太阳的图像，以测量太阳大气的变化。
然后他们对太阳耀斑进行了三维模拟，并与观测结果进行了比较。结果显示，大多数SADs不是由磁重联产生的。相反，它们是在湍流环境中自行形成的，是两种不同密度的流体相互作用的结果。
Reeves说，科学家们基本上看到了水和油混合在一起时发生的同样事情：两种不同密度的流体不稳定，最终分离。
“那些黑暗的、像手指一样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， ”Reeves说。
该团队计划继续使用三维模拟研究SADs和其他太阳现象，以更好地了解磁重联。通过了解驱动太阳耀斑和太阳喷发的过程，他们最终可能会帮助开发预测空间天气和减轻其影响的工具。