北京大学田辉教授领导的一个国际小组首次绘制日冕的全球磁场

　　由北京大学田辉教授领导的一个国际小组最近首次测量了日冕的全球磁场。该小组使用了冠状多通道旋光仪的观测结果，这是美国国家大气研究中心的史蒂夫·汤姆奇克博士设计的一种仪器。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两篇论文的第一作者。

　　太阳是一颗磁化的恒星，它的磁场在塑造太阳大气中起着至关重要的作用。11年的太阳周期、壮观的太阳爆发和百万度日冕都是由太阳磁场的演变驱动或控制的。由于不同大气层的磁耦合，需要关于整个大气磁场的信息来研究太阳等离子体和磁场之间的相互作用。然而，太阳磁场的常规测量只在光球层(太阳表面)实现。自从第一次测量太阳磁场以来，一个多世纪过去了，我们仍然没有关于太阳高层大气磁场的精确知识，特别是日冕，这阻碍了我们对太阳磁性及其与太阳等离子体相互作用的全面理解。

　　20多年前，一种称为日冕地震学或磁震学的技术被引入用于日冕磁场诊断。这种方法利用在日冕环或其他日冕结构中观察到的磁流体动力学(MHD)振荡或波。根据MHD理论，观测到的波参数可以用来推断振荡结构中磁场的平均大小。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是一种孔径为20厘米的日冕物质抛射仪。利用铁十三1074.7纳米和1079.8纳米的红外谱线，它可以通过成像光谱和光谱偏振术在离太阳中心约1.05至1.35太阳半径的范围内观察到日冕。从CoMP观测获得的多普勒图像序列经常揭示传播的周期性扰动的普遍性，表明在日冕中普遍存在横向MHD波。该团队已经成功地将磁震学方法应用于这些无处不在的波。他们把以前发展的波跟踪技术扩展到整个视场，获得了波相速度的全局分布。两条Fe XIII线的强度比对电子密度很敏感，因此被用来导出日冕电子密度的全球图。结合波跟踪和密度诊断结果，他们成功地绘制了全球日冕中的磁场。

　　这是第一次通过实际的日冕观测获得日冕磁场的全球地图，从而标志着向解决日冕磁场测量问题迈出了一大步。原则上，利用这种技术，现在可以例行公事地获得全球日冕磁场图，填补了太阳全球磁场测量中缺失的部分。连同同时测量的光球磁图，这些天气学日冕磁图将提供关键信息，以促进我们对不同大气层之间的磁耦合以及导致太阳爆发和太阳周期的物理机制的理解。