首次映射太阳日冕的全球磁场

从PFSS模型获得的日冕磁场线。

北京大学田辉教授领导的国际团队最近首次测量了日冕的全球磁场。该团队使用了由美国国家大气研究中心的史蒂夫·汤姆奇克博士设计的日冕多通道旋光仪进行的观测。他们的结果最近发表在《科学与科学》中国技术科学杂志上。北京大学一年级研究生杨子豪是这两篇论文的第一作者。

太阳是一颗被磁化的恒星，其磁场在塑造太阳大气中起着至关重要的作用。11年的太阳周期，壮观的太阳爆发和百万度的日冕都是由太阳磁场的演化驱动或控制的。由于不同的大气层之间存在磁耦合，因此需要有关整个大气的磁场的信息来研究太阳等离子体与磁场之间的相互作用。但是，仅在光球层（太阳表面）上完成了对太阳磁场的常规测量。自首次测量太阳磁场以来已经过去了一个多世纪，我们仍然对高层太阳大气（尤其是日冕）中的磁场没有确切的了解，这妨碍了我们对太阳磁及其相互作用的完整理解。与太阳等离子体。

日冕磁场强度（左）和方向（右）的地图叠加在由太阳动力学天文台的AIA仪器拍摄的日冕图像上。

20多年前，一种称为冠状地震学或磁震学的技术已被引入用于冠状磁场诊断。该方法利用了在冠状环或其他冠状结构中观察到的磁流体动力学（MHD）振荡或波。根据MHD理论，观察到的波参数可用于推断振荡结构中磁场的平均强度。然而，这些振荡/波只是偶尔在电晕的小区域中观察到，因此它们在磁场诊断中的潜力受到限制。

CoMP是具有20厘米孔径的日冕仪。使用Fe XIII的1074.7 nm和1079.8 nm红外光谱线，可以通过成像光谱和光谱极谱法从太阳中心观测到约1.05至1.35太阳半径的太阳日冕。从CoMP观测中获得的多普勒图像序列通常揭示出传播性周期性扰动的普遍性，表明日冕中普遍存在横向MHD波。该团队已经成功地将磁震学方法应用于这些普适波。他们将先前开发的波跟踪技术扩展到整个视场，并获得了波相速度的全局分布。两条Fe XIII线的强度比对电子密度敏感，因此已用于导出日冕电子密度的全局图。结合波跟踪和密度诊断结果，他们成功地绘制了整体日冕中的磁场。

这是第一次通过实际的日冕观测获得了日冕磁场的全局图，从而标志着朝着解决日冕磁场测量问题迈出了一大步。原则上，使用这种技术，现在可以常规获取全球日冕磁场图，从而填补了太阳整体磁度测量的缺失部分。这些天气冠状磁图与同时测得的光层电磁图一起，将提供重要的信息，以增进我们对不同大气层之间的磁耦合以及造成太阳喷发和太阳周期的物理机制的理解。

阅读有关此研究的更多内容，太阳物理学家首次测量太阳日冕的全球磁场。

参考：

杨子豪，克里斯蒂安·贝奇，惠天，史蒂芬·托姆齐克，理查德·莫顿，朱利奥·德尔·赞纳，斯科特·麦金托什，比迪亚·比奈·卡拉克，莎拉·吉布森，坦莫伊·萨曼塔，何建森，陈亚杰和王灵华，2020年8月7日，科学.DOI：
10.1126 / science.abb4462

杨子浩，惠天，史蒂芬·托姆齐克，理查德·莫顿，白先勇，白玉勇，陈亚杰和陈亚杰，“通过磁地震学映射太阳电晕中的磁场”，中国科学技术科学。2020年8月28日。
10.1007 / s11431-020-1706-9