中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)科研人員通過(guò)研究太陽(yáng)與日球?qū)犹煳呐_(tái)（Solar and Heliospheric Observatory?，簡(jiǎn)稱SOHO）衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，首次采用白光日冕儀觀測(cè)數(shù)據(jù)在距離日心2到4個(gè)太陽(yáng)半徑高度觀測(cè)到傳播的大尺度日冕準(zhǔn)周期快磁聲波波列的現(xiàn)象。結(jié)合太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)（Solar Dynamic Observatory）衛(wèi)星對(duì)低日冕的高分辨多波段觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員進(jìn)一步揭示了該波列的物理激發(fā)機(jī)制。相關(guān)研究成果以“White-light QFP wave train and the associated failed breakout eruption”為題于2022年9月8日發(fā)表在《天文與天體物理學(xué)》（Astronomy & Astrophysics）雜志上，該研究工作由申遠(yuǎn)燈研究員團(tuán)隊(duì)完成。?

　　太陽(yáng)大氣中存在著不同模式的磁流體力學(xué)波。日冕準(zhǔn)周期快磁聲波是與耀斑緊密相關(guān)的一類特殊波動(dòng)現(xiàn)象。開展日冕準(zhǔn)周期快磁聲波相關(guān)研究，對(duì)于診斷耀斑磁重聯(lián)過(guò)程、日冕物理參量以及日冕加熱和太陽(yáng)風(fēng)加速等具有重要作用。?

　　日冕準(zhǔn)周期波列通?？煞譃閮深?，即沿磁力線傳播的窄日冕準(zhǔn)周期波列和沿日面垂直磁場(chǎng)傳播的寬日冕準(zhǔn)周期波列。以往的研究表明，日冕準(zhǔn)周期快磁聲波的產(chǎn)生通常與耀斑中的準(zhǔn)周期脈動(dòng)密切相關(guān)，具有相似的周期。申遠(yuǎn)燈等人曾在他們發(fā)表的綜述論文中指出，日冕準(zhǔn)周期波列和耀斑準(zhǔn)周期脈動(dòng)可能代表了同一物理過(guò)程在不同方面的表現(xiàn)?（Shen et al., 2022, SoPh, 297, 20）。另外，關(guān)于日冕準(zhǔn)周期波動(dòng)的激發(fā)過(guò)程目前仍然存在爭(zhēng)論，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于日冕準(zhǔn)周期波列是由于磁場(chǎng)重聯(lián)中的一些非線性物理過(guò)程導(dǎo)致的周期性能量釋放激發(fā)還是由于寬頻脈沖在波導(dǎo)傳播過(guò)程中由于色散效應(yīng)產(chǎn)生的。?

　　日冕準(zhǔn)周期波（成像觀測(cè)）通常在低日冕極紫外波段被觀測(cè)到。申遠(yuǎn)燈等人采用太陽(yáng)與日球?qū)犹煳呐_(tái)的日冕儀白光觀測(cè)數(shù)據(jù)，首次在距離日心2到4個(gè)太陽(yáng)半徑高度探測(cè)到傳播的日冕準(zhǔn)周期快磁聲波波列（如圖1所示）。為了研究該波列的激發(fā)過(guò)程，他們同時(shí)采用了太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)在低日冕的極紫外波段觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其相關(guān)的爆發(fā)源區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)?研究。他們發(fā)現(xiàn)爆發(fā)源區(qū)的磁場(chǎng)拓?fù)錇橐粋€(gè)典型的磁爆破位形（通常存在于四極磁場(chǎng)位形下，觀測(cè)上表現(xiàn)為一個(gè)較高的磁環(huán)包圍著下方的三個(gè)較低的日冕磁環(huán)），磁場(chǎng)零點(diǎn)附近的磁場(chǎng)重聯(lián)是發(fā)生于兩側(cè)低矮磁環(huán)之間。?

　　根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，申遠(yuǎn)燈等人指出，這種磁場(chǎng)重聯(lián)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定起到一種負(fù)反饋的作用，并不會(huì)像發(fā)生于中間低矮磁環(huán)和頂部包絡(luò)磁環(huán)之間的磁場(chǎng)重聯(lián)那樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的成功爆發(fā)。但是，該磁場(chǎng)重聯(lián)雖然不導(dǎo)致成功爆發(fā)，卻會(huì)不停地生成新的頂部包絡(luò)大磁環(huán)并向上方快速膨脹，觀測(cè)上也確實(shí)觀測(cè)到這些新磁環(huán)的形成和膨脹過(guò)程。因此，申遠(yuǎn)燈等人認(rèn)為該準(zhǔn)周期波列是由這些依次生成并快速膨脹的磁環(huán)周期性地釋放能量所激發(fā)的。另外，他們還采用冕震學(xué)方法診斷了在離日心2到4個(gè)太陽(yáng)半徑內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了診斷。?

　　該項(xiàng)工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、云南省太陽(yáng)物理與空間科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、云南省基礎(chǔ)研究計(jì)劃及科技部重大項(xiàng)目的支持。?

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　　論文鏈接?

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圖1. 白光日冕圖像觀測(cè)的日冕準(zhǔn)周期波波列的傳播過(guò)程。a圖為原圖，其余為差分圖。白色圓圈標(biāo)示太陽(yáng)盤面位置

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圖2. 低日冕中不斷生成的新日冕磁環(huán)及其膨脹擴(kuò)張過(guò)程。上排為原圖，下排為對(duì)應(yīng)的差分圖