中國天文學家在日冕準週期波研究方面獲得進展

中國科學院雲南天文台以申遠燈為首的研究團隊通過研究太陽與日球層天文台（Solar and Heliospheric Observatory ，簡稱SOHO）衛星觀測數據，首次採用白光日冕儀觀測數據在距離日心2到4個太陽半徑高度觀測到傳播的大尺度日冕準週期快磁聲波波列的現象。 結合太陽動力學天文台（Solar Dynamic Observatory，簡稱 SDO）衛星對低日冕的高分辨多波段觀測數據，研究人員進一步揭露該波列的物理激發機制。

太陽大氣中存在著不同模式的磁流體力學波。日冕準週期快磁聲波是與耀斑緊密相關的一類特殊波動現象。開展日冕準週期快磁聲波相關研究，對於診斷耀斑磁重聯過程、日冕物理參量以及日冕加熱和太陽風加速等具有重要作用。

日冕準週期波列通常可分為兩類，即沿磁力線傳播的窄日冕準週期波列和沿日面垂直磁場傳播的寬日冕準週期波列。 以往的研究顯示，日冕準週期快磁聲波的產生通常與耀斑中的準週期脈動密切相關，具有相似的周期。

申遠燈等人曾在他們發表的綜述論文中指出，日冕準週期波列和耀斑準週期脈動可能代表了同一物理過程在不同方面的表現。 另外，關於日冕準週期波動的激發過程目前仍然存在爭論，爭論的焦點在於日冕準週期波列是由於磁場重聯中的一些非線性物理過程導致的周期性能量釋放激發還是由於寬頻脈衝在波導傳播過程中由於色散效應產生。

日冕準週期波（成像觀測）通常在低日冕極紫外波段被觀測到。申遠燈等人採用太陽與日球層天文台的日冕儀白光觀測數據，首次在距離日心二到四個太陽半徑高度探測到傳播的日冕準週期快磁聲波波列（上圖）。

為了研究該波列的激發過程，他們同時採用了太陽動力學天文台在低日冕的極紫外波段觀測數據對其相關的爆發源區進行了詳細研究。 他們發現爆發源區的磁場拓撲為一個典型的磁爆破位形（通常存在於四極磁場位形下，觀測上表現為一個較高的磁環包圍著下方的三個較低的日冕磁環），磁場零點附近的磁場重聯是發生於兩側低矮磁環之間。

根據觀測結果，申遠燈等人指出，這種磁場重聯對系統的穩定起到一種負反饋的作用，並不會像發生於中間低矮磁環和頂部包絡磁環之間的磁場重聯那樣會導致整個系統的成功爆發。但是，該磁場重聯雖然不導致成功爆發，卻會不停地生成新的頂部包絡大磁環並向上方快速膨脹，觀測上也確實觀測到這些新磁環的形成和膨脹過程。因此，申遠燈等人認為該準週期波列是由這些依次生成并快速膨脹的磁環週期性地釋放能量所激發。另外，他們還採用冕震學方法診斷了在離日心二到四個太陽半徑內的磁場強度進行了診斷。

【圖、文：節錄自中國科學院雲南天文台網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2022年9月8日出版的《天文學及天體物理學報》；標題是：White-light QFP wave train and the associated failed breakout eruption