Lin-Forbes模型應用於高能天體物理

這是將太陽爆發的標準模型——Lin-Forbes模型應用於高能天體物理中，並成功解釋磁中子星罕見耀發現象的又一個應用實例。早在2009年，林雋研究員和中科院上海天文台研究員袁峰就曾經合作將太陽物理研究領域內獲得的一些思想、方法、和結果應用於黑洞－吸集盤間歇性噴流的磁流體動力學(MHD)模型研究，並首次獲得成功，為將太陽爆發理論推廣和應用到高能天體物理中開闢了先例。日冕物質拋射是太陽表面的一種爆發現象，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，並轉化為其它形式的能量。在宇宙中其它天體與磁場有關的爆發活動也常常被觀測到。例如，磁中子星的大耀發以及黑洞吸積盤系統產生的間歇性噴流等，這些都是磁化等離子體系統在短時間內釋放大量的磁能並拋射物質的過程，而這些過程的具體細節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過程的物理本質的方法和相應理論、以及模型來對這些發生在宇宙深處的磁爆發活動進行深入研究。發生在磁中子星上的大耀發在短時標內釋放出巨大的能量。驅動這些爆發的能量來源於貯存在磁中子星磁球層內的磁場能量，而觸發和驅動機制則被認為是磁場結構的災變不穩定性和磁重聯。參考太陽日冕物質拋射的理論和模型，蒙盈、林雋等人發展了磁中子星的大耀發的理論模型，並根據磁中子星的特點，考慮了相對論效應。他們以SGR 1806-20為例，計算了在一次大耀發過程中所釋放出的磁自由能（即磁結構當中的總磁能與相應磁勢場當中的能量之差）。

計算結果表明，爆發前儲存在磁中子星磁球層當中的磁自由能大於10^47爾格，足以驅動一次大耀發。釋放的磁自由能被轉化為輻射能、磁通量繩的動能和引力勢能。深入研究發現 SGR 1806 - 20 、SGR 0526-66和SGR 1900+14這三次磁中子星大耀發過程的理論光變曲線與觀測數據相符合，由此構造了磁中子星大耀發的一個MHD模型。根據該模型，作者還給出了磁中子星爆發過程中磁能和其他能量之間的轉化關係，包括拋射物質的運動的動能以及輻射能，並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時產生強烈輻射的“火球”就是該模型的一個自然的產物。


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