最近，國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物 The Astrophysical Journal 發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)蒙盈、林雋等人的研究成果An MHD Model for Magnetar Giant Flares。這是將太陽(yáng)爆發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)應(yīng)用實(shí)例。 

　　早在2009年，林雋研究員和中科院上海天文臺(tái)研究員袁峰就曾經(jīng)合作將太陽(yáng)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(dòng)力學(xué) (MHD) 模型研究，并首次獲得成功，為將太陽(yáng)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(guó)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(yáng)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(gè)過(guò)程中巨大的磁場(chǎng)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(chǎng)有關(guān)的爆發(fā)活動(dòng)也常常被觀測(cè)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(shí)間內(nèi)釋放大量的磁能并拋射物質(zhì)的過(guò)程，而這些過(guò)程的具體細(xì)節(jié)還不完全被人們所認(rèn)知。但是MHD過(guò)程的尺度定律可以幫助我們利用研究太陽(yáng)爆發(fā)過(guò)程的物理本質(zhì)的方法和相應(yīng)理論、以及模型來(lái)對(duì)這些發(fā)生在宇宙深處的磁爆發(fā)活動(dòng)進(jìn)行深入研究。 

　　發(fā)生在磁中子星上的大耀發(fā)在短時(shí)標(biāo)內(nèi)釋放出巨大的能量。驅(qū)動(dòng)這些爆發(fā)的能量來(lái)源于貯存在磁中子星磁球?qū)觾?nèi)的磁場(chǎng)能量，而觸發(fā)和驅(qū)動(dòng)機(jī)制則被認(rèn)為是磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的災(zāi)變不穩(wěn)定性和磁重聯(lián)（如圖）。參考太陽(yáng)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(diǎn)，考慮了相對(duì)論效應(yīng)。他們以SGR 1806-20為例，計(jì)算了在一次大耀發(fā)過(guò)程中所釋放出的磁自由能（即磁結(jié)構(gòu)當(dāng)中的總磁能與相應(yīng)磁勢(shì)場(chǎng)當(dāng)中的能量之差）。計(jì)算結(jié)果表明，爆發(fā)前儲(chǔ)存在磁中子星磁球?qū)赢?dāng)中的磁自由能大于1047爾格，足以驅(qū)動(dòng)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(dòng)能和引力勢(shì)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(guò)程的理論光變曲線與觀測(cè)數(shù)據(jù)相符合，由此構(gòu)造了磁中子星大耀發(fā)的一個(gè)MHD模型。根據(jù)該模型，作者還給出了磁中子星爆發(fā)過(guò)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(yùn)動(dòng)的動(dòng)能以及輻射能，并進(jìn)一步指出目前國(guó)際高能天體物理界用以解釋磁中子星大耀發(fā)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈輻射的“火球”就是該模型的一個(gè)自然的產(chǎn)物。 

　　該研究成果得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上和重點(diǎn)項(xiàng)目以及科技部“973”項(xiàng)目的資助（批準(zhǔn)號(hào)：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(yáng)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(shuō)明與拋射物垂直的平面上的內(nèi)部磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。