天文与空间科学学院最新研究成果揭示日珥的秘密
2020年5月25日，《自然·天文学》杂志发表南京大学天文与空间科学学院陈鹏飞课题组的文章，揭示了太阳日珥精细结构的形成机制及其动力学。文章链接是
太阳大气层中的日珥与地球实际大小的比较
太阳表面温度只有6000度，而表面上方日冕的温度却高达数百万度。 在这百万度的日冕中，常常悬浮着温度只有7000度左右的冷物质团，其密度是周围日冕的100倍，就像漂浮在太阳上方的云朵一样。 由于这种结构类似于太阳佩戴的耳环，因此被称为日珥，如上图所示。 它不仅是天文爱好者痴迷的观测目标，也是天文学家感兴趣的研究对象。 典型的日珥的宽度大约是地球大小的几倍，长度大约是地球大小的几十倍。 当突出到太阳边缘之外的日珥转向太阳表面时，会呈现出一条长长的暗条状结构，因此日珥也称为暗条，如下图所示。
在太阳表面，日珥呈现为暗带，称为暗带（南京大学ONSET望远镜观测到）
高分辨率观测表明，太阳日珥或暗丝是由许多丝组成的，如上图所示。 更有趣的是，这些细丝一直在运动，一些细丝向左移动，另一些细丝向右移动，彼此交替。 经过数十年的研究，太阳日珥的主要形成机制现已大致明确：太阳表面6000度的冷物质被加热到数百万度，然后蒸发到上方的日冕中。 这些高温高密度的物质非常不稳定，很容易迅速冷却到7000度左右，从而形成日珥。 然而，仍然有几个问题困扰着天文学家：（1）为什么日珥有精细的结构？ （2）为什么这些细丝总是交替地向相反方向移动？ (3) 这些细丝是否追踪局部磁场线？
为了解决这些问题，研究团队提出了一个想法：太阳表面的湍流运动提供了随机加热效应。 正是这种随机加热，导致太阳表面物质向日冕的蒸发过程不均匀，从而产生日珥的丝状结构； 正是这些随机加热，导致形成的突出丝始终处于随机扰动中，从而呈现出左右运动。 基于这一想法，研究团队利用南京大学超级计算中心机队对太阳日珥的形成进行了数值模拟，再现了太阳日珥细丝的精细结构及其交替反向运动特征，如下图所示。 针对国际上关于日珥细丝是否追踪局部磁力线的争论，本工作证实了日珥细丝的方向与局部磁力线基本一致。 更重要的是，这项工作预测，大量冷突出细丝之间总是存在热材料的交替流动。
太阳日珥精细结构形成的数值模拟结果（背景为太阳表面，深色拉长结构为日珥）
文章第一作者周宇浩于2019年获得南京大学天文与空间科学学院博士学位，通讯作者为其导师陈鹏飞。
该研究工作得到国家自然科学基金重点项目（11533005）、国家自然科学基金国际合作项目（11961131002）和江苏省333项目（BRA2017359）的资助。 周宇豪获得南京大学优秀博士生创新能力提升计划资助。 数值模拟是在南京大学超级计算中心完成的，对此我们表示感谢。