“我国学者首次测量得到日冕磁场的全球性分布”

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科学技术日报实习记者代小佩

北京大学地球与空间科学学院的田晖教授和我院的杨子浩研究生们首次测量了太阳冠状病毒磁场的全球分布，为处理冠状病毒磁场测量这一世纪难题提供了新的比较有效的方法，为实现冠状病毒磁场常规测量的最终目的迈出了一大步。 相关研究成果分别于8月6日和8月7日发表在《中国科学:技术科学》和《科学》上，论文的主要完成单位为北京大学、中国科学院太阳活动要点实验室(国家天文台)等。

一百多年来，太阳磁场的常规测量仍然局限在光球层。 光球上的太阳大气，特别是冠状病毒中的磁场很难测量。 因为冠状病毒磁场比光球磁场弱得多。 太阳大气各阶层的磁场是整体，磁场耦合各层大气，太阳最重要的物理过程大多与磁场的三维结构及其演化有关。 因此，冠状病毒磁场测量的瓶颈极大地制约了太阳物理研究的迅速发展。

一般来说，太阳物理学家为了研究太阳大气动力学和太阳爆炸等物理过程，只能在很小的假设条件下利用模型重建冠状病毒磁场的形状。 但是，这些模型假设对冠状病毒中的一些区域不一定成立，而且不同模型重构的磁场结构往往不同。

因此，太阳物理学家不断寻找测量冠状病毒磁场的其他方法，但都是有限度的。 例如，磁震学(冠震学)的做法是，基于对单点冠状病毒结构中罕见发生的振动和波动现象的观测，结合波动理论，推断冠状病毒中的磁场新闻。 这些振动现象一般只发生在冠状病毒中很小的区域，同时振动经过几个周期衰减消失，因此这种做法通常只给出振动结构的平均磁场强度，很少给出磁场强度沿某条线的一维分布，增进对冠状病毒磁场的认识作用非常有限。 为了测量更广阔领域内的磁场及其演化，有必要将磁振荡学方法应用于更普遍的波动现象。

利用新一代地基和空之间的太阳望远镜，可靠地发现了冠状病毒中几乎到处都有传播的磁流体横波。 这些变动最初是美国国家大气研究中心下属的高山天文台在冠状病毒多通道偏光镜( comp )的光谱观测中发现的。

comp是具有影像光谱观测能力和偏光测量能力的地面冠状病毒图。 田晖课题组和comp团队在长达十年的合作中，一直试图应用磁振学方法来研究comp观测到的普遍波动。 他们首先将过去局限于某些地区的波动跟踪方法扩大到整个视野范围，从而得到这些波动传播速度的全球分布。 随后，利用fe xiii 1074.7 nm和1079.8 nm两条红外光谱线辐射强度的比密度敏感性，得到了冠状病毒等离子体密度的全局分布。 最后，基于波动跟踪和密度诊断，在冠状病毒观测的基础上首次获得了冠状病毒磁场的全局分布。

该研究成果填补了太阳全球磁场测量的空不足，有望在未来实现全球冠状病毒磁场常规测量，推进太阳周期、冠状病毒加热、太阳爆炸、空间天气预报等重大课题研究。