由北京大学田辉教授领导的一个国际研究小组最近首次测量了日冕的全球磁场。研究小组使用了由美国国家大气研究中心的Steve Tomczyk博士设计的日冕多通道偏振计的观测结果。他们的研究结果最近发表在《科学》和《中国科技科学》杂志上。北京大学一年级研究生杨子浩是这两篇论文的第一作者。

 

太阳是一颗磁化恒星，它的磁场在形成太阳大气中起着关键作用。11年的太阳周期、壮观的太阳喷发和百万度的太阳日冕都是由太阳磁场的演化所驱动或控制的。由于不同大气层的磁耦合作用， 杏耀平台经营之道 ，研究太阳等离子体与磁场的相互作用需要获得整个大气的磁场信息。然而，杏耀历史太阳磁场的常规测量只能在光圈水平(太阳表面)进行。超过一个世纪以来已经过了第一个太阳磁场的计算方法,我们仍然没有一个精确的磁场在太阳高空大气层的知识,尤其是日冕,阻碍我们完全理解太阳磁性及其与太阳等离子体的交互。

 

20多年前，一种被称为日冕地震学或磁地震学的技术被用于日冕磁场诊断。这种方法利用了在日冕环或其他日冕结构中观察到的磁铃动力(MHD)振荡或波。根据磁流体力学理论，可以利用观测到的波参数来推断振荡结构中磁场的平均强度。然而，这些振荡/波只是偶尔在日冕的小区域观察到，因此它们用于磁场诊断的潜力是有限的。

 

CoMP是一个20厘米口径的日冕仪。利用fexiii 1074.7 nm和1079.8 nm的红外谱线，通过成像光谱和偏振光谱法可以观测到距离太阳中心约1.05 ~ 1.35太阳半径范围内的日冕。由CoMP观测获得的多普勒图像序列经常揭示传播周期性扰动的普遍性，表明横向MHD波在日冕中普遍存在。该小组已经成功地将磁震学方法应用于这些普适波。他们将先前发展的波迹跟踪技术扩展到整个视场，得到了波相速度的全球分布。两条铁十三谱线的强度比对电子密度很敏感，据此可以推导出日冕电子密度的全球分布图。结合声波追踪和密度诊断结果，杏耀起源他们成功地绘制了全球日冕的磁场图。

 

这是第一次通过实际日冕观测得到日冕磁场全球图，标志着解决日冕磁场测量问题迈出了一大步。原则上，利用这项技术，现在可以例行地获得全球日冕磁场图，以填补太阳全球磁场测量中缺失的部分。与同时测量的光球磁力图一起，这些天气日冕磁力图将为我们了解不同大气层间的磁耦合以及太阳爆发和太阳周期的物理机制提供重要信息。