最近，國際著名學(xué)術(shù)刊物 The Astrophysical Journal 發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺蒙盈、林雋等人的研究成果An MHD Model for Magnetar Giant Flares。這是將太陽爆發(fā)的標準模型——Lin-Forbes模型應(yīng)用于高能天體物理中，并成功解釋磁中子星罕見耀發(fā)現(xiàn)象的又一個應(yīng)用實例。 

　　早在2009年，林雋研究員和中科院上海天文臺研究員袁峰就曾經(jīng)合作將太陽物理研究領(lǐng)域內(nèi)獲得的一些思想、方法、和結(jié)果應(yīng)用于黑洞－吸集盤間歇性噴流的磁流體動力學(xué) (MHD) 模型研究，并首次獲得成功，為將太陽爆發(fā)理論推廣和應(yīng)用到高能天體物理中開辟了先例。相關(guān)研究論文發(fā)表在國際學(xué)術(shù)刊物MNRAS上（Yuan，F(xiàn)., Lin J., et al. 2009，395，2183） 

　　日冕物質(zhì)拋射是太陽表面的一種爆發(fā)現(xiàn)象，它可以使磁通量繩和磁化等離子體快速地拋射到外層日冕。在這個過程中巨大的磁場能量迅速釋放，并轉(zhuǎn)化為其它形式的能量。在宇宙中其它天體與磁場有關(guān)的爆發(fā)活動也常常被觀測到。例如，磁中子星的大耀發(fā)以及黑洞吸積盤系統(tǒng)產(chǎn)生的間歇性噴流等，這些都是磁化等離子體系統(tǒng)在短時間內(nèi)釋放大量的磁能并拋射物質(zhì)的過程，而這些過程的具體細節(jié)還不完全被人們所認知。但是MHD過程的尺度定律可以幫助我們利用研究太陽爆發(fā)過程的物理本質(zhì)的方法和相應(yīng)理論、以及模型來對這些發(fā)生在宇宙深處的磁爆發(fā)活動進行深入研究。 

　　發(fā)生在磁中子星上的大耀發(fā)在短時標內(nèi)釋放出巨大的能量。驅(qū)動這些爆發(fā)的能量來源于貯存在磁中子星磁球?qū)觾?nèi)的磁場能量，而觸發(fā)和驅(qū)動機制則被認為是磁場結(jié)構(gòu)的災(zāi)變不穩(wěn)定性和磁重聯(lián)（如圖）。參考太陽日冕物質(zhì)拋射的理論和模型，蒙盈、林雋等人發(fā)展了磁中子星的大耀發(fā)的理論模型，并根據(jù)磁中子星的特點，考慮了相對論效應(yīng)。他們以SGR 1806-20為例，計算了在一次大耀發(fā)過程中所釋放出的磁自由能（即磁結(jié)構(gòu)當中的總磁能與相應(yīng)磁勢場當中的能量之差）。計算結(jié)果表明，爆發(fā)前儲存在磁中子星磁球?qū)赢斨械拇抛杂赡艽笥?047爾格，足以驅(qū)動一次大耀發(fā)。釋放的磁自由能被轉(zhuǎn)化為輻射能、磁通量繩的動能和引力勢能。深入研究發(fā)現(xiàn)SGR 1806 - 20 、SGR 0526-66 和SGR 1900+14 這三次磁中子星大耀發(fā)過程的理論光變曲線與觀測數(shù)據(jù)相符合，由此構(gòu)造了磁中子星大耀發(fā)的一個MHD模型。根據(jù)該模型，作者還給出了磁中子星爆發(fā)過程中磁能和其他能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，包括拋射物質(zhì)的運動的動能以及輻射能，并進一步指出目前國際高能天體物理界用以解釋磁中子星大耀發(fā)時產(chǎn)生強烈輻射的“火球”就是該模型的一個自然的產(chǎn)物。 

　　該研究成果得到國家自然科學(xué)基金面上和重點項目以及科技部“973”項目的資助（批準號：11273055 和11333007, 2013CBA01500 和 2011CB811403）。論文信息：Meng Y., Lin J., Zhang L., Reeves K. K., Zhang Q.S. and Yuan F.，An MHD Model for Magnetar Giant Flares, 2014, ApJ 785, 62. 

太陽大氣中一次典型的CME爆發(fā)事件。圖中添加的線條是為了說明與拋射物垂直的平面上的內(nèi)部磁場結(jié)構(gòu)。