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羲和号”再现太阳暗条爆发三维动力学过程

2024-03-04

太阳暗条爆发三维动力学过程再现

南京大学的研究团队近日在利用“羲和号”全日面光谱成像的基础上,成功构建了太阳暗条和日珥的三维速度场,再现了这些等离子体物质的膨胀、抛射、回落、旋转和分裂等动态过程。相关研究成果最近发表在国际学术期刊《天体物理学杂志快报》上。

据该研究团队介绍,在日冕区域高温稀薄的环境中,存在一些温度较低但密度相对较高的等离子体,它们依靠太阳磁场的支撑。这些等离子体在观测角度下呈现出暗条和日珥的形态,对应着在日面上方和边缘的不同位置。

暗条在某些情况下可以稳定存在数小时甚至数天,但有时也会突然爆发并被抛射出太阳形成日冕物质抛射,可能影响地球磁场并引发地磁暴。对于准确测量太阳暗条爆发的三维速度场具有重要意义,可为灾害性空间天气的预警和预测提供关键信息。

以往的太阳成像观测难以获取暗条爆发的三维速度信息,无法准确确定其传播方向和实际速度。此次研究填补了这一空白,为揭示太阳活动的动力学过程提供了重要突破。

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2021年10月14日,南京大学参与研发的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射。“羲和号”卫星的全日面Hα光谱扫描成像技术,为上述问题提供了全面的解决方案。

丁明德介绍,“羲和号”可以用46秒内扫描全日面,获得日面上任意一点的光谱信息。它的高精度光谱和成像数据使得系统性研究暗条爆发的三维动力学成为可能。

在此次研究中,团队分析了2022年8月17日的日珥爆发和2023年5月8日的暗条爆发数据。“研究发现,这次的太阳暗条经历了膨胀和上升阶段后,最终以逆时针方式回落到日面上,是一次失败的爆发;而日珥则在经历膨胀、上升、旋转和分裂后,以160千米/秒的速度在倾斜于天空平面22度的方向上成功抛射出去。”南京大学深空探测科学与技术研究院助理研究员邱晔解释。

“通过这次分析,我们就知道暗条和日珥的爆发规律是什么样子了。例如它们抛射的速度是多少,向哪里抛射,是不是向着地球的方向抛射。”丁明德表示,随着研究的深入,如果以后能观测、构建更多的暗条和日珥的三维速度场,就可以提炼出暗条爆发的普遍规律,这将为后续系统性研究太阳暗条爆发的物理机制,以及空间天气预警和预报提供重要参考。(记者金凤)

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