云南天文台在日冕扰动的速度场分布数值研究中获进展
中国科学院云南天文台太阳活动及CME理论研究团组成员梅志星副研究员及其合作者，通过三维磁流体动力学（MHD）数值实验研究了日冕物质抛射事件中与远紫外日冕扰动相关的三维速度场分布，相关研究成果于近期发表在瑞士期刊《天文学与空间科学前沿》（Frontiers in Astronomy and Space Sciences）。
近二十年中，耀斑／日冕物质抛射（CME）爆发事件中远紫外线（EUV）的日冕扰动被广泛地观察和模拟。梅志星等人采用分析解形式的磁绳模型，开展了CME爆发过程的三维磁流体动力学数值模拟，以研究与EUV扰动相关的复杂速度分布。其数值模拟结果表明：当磁绳向上爆发时，在其前方有3D圆顶形的快模激波形成，然后是向外移动的等离子体。在爆发源区的中心区域，一个不断膨胀的CME泡状结构和一个三维磁重联电流片在不断生长，两者都被朝向爆发源区的向内运动的等离子体所填充。在CME泡状结构的两侧，由于向内和向外的等离子体之间的相互作用，形成了复杂的速度分布，导致慢模激波和速度分割面的形成。他们注意到速度分割面附近存在有两种类型的涡流（见图1），在以前的远紫外线扰动的数值模拟中没有提到。在第一种涡旋中，等离子体向涡旋中心会聚，在第二种涡旋中，等离子体从中心向外发散。
采用Forward Modelling图像合成技术，他们获得了基于模拟数据的Solar Dynamics Observatory/Atmospheric Imaging Assembly (SDO/AIA)图像。在合成图像上，他们能够看到磁绳和快模激波等结构。此外，他们还将傅立叶局部相关跟踪方法应用到时间上存在一个小间隔的两张合成图像上，推导出等离子体速度场（见图2）。然而，他们没有在这个推导的速度场中看到速度分割面、慢模激波和两种类型的涡流，也就回答了一个困扰他们多年的疑问：数值模拟表明慢模激波、速度分割面与快模激波一样，普遍存在于CME爆发过程中，为什么快模激波被大量观测到，而慢模激波和速度分割面没有被大量报道。
该项研究获得国家自然科学基金、云南省应用基础研究计划等项目的资助。
图1. Flare/CME爆发源区的流线分布（紫色和绿色曲线），在其中的两个小区域（盒子b和c）中，存在有两种涡旋。
图2. SDO／AIA 193A合成图像，以及利用傅立叶局部相关跟踪方法获得的速度场分布。