首次创建的日冕磁场全球地图
太阳是一颗磁化的恒星。它的磁场基本上是三维的,它占据了太阳大气的所有层。然而,太阳磁场的常规测量只能在光球层或太阳表面实现。
由于缺乏关于最外层太阳大气——日冕——磁场的精确知识,阻碍了我们对太阳磁场和太阳大气中许多现象的理解。
由北京大学和中国科学院NAOC天文台的田辉教授领导的一个国际小组首次测量了日冕的全球磁场。这项研究发表在2020年8月的《科学》杂志上。
该小组使用了冠状多通道旋光仪(CoMP)的观测结果,这是一种由美国国家大气研究中心高海拔天文台操作的仪器。
20多年前,一种称为日冕地震学或磁地震学的技术被引入日冕磁场测量。这种方法利用了在日冕结构中观察到的某些类型的振荡或波。然而,这些振荡/波只是偶尔在日冕的小区域观察到,因此它们用于磁场测量的潜力是有限的。
CoMP是一种孔径为20厘米的日冕物质抛射仪。它可以使用铁十三1074.7纳米和1079.8纳米红外谱线观察日冕。从CoMP观测中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,表明电晕中普遍存在横向等离子体波。
该团队将磁地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,得到了波在全球日冕中的传播速度分布。
他们还从两条铁十三线的观测中获得了日冕密度的全球地图。结合波传播速度和密度的地图,他们绘制了全球日冕中的磁场。
田教授说:“通过在未来将这种技术应用于类似CoMP的仪器,可以定期获得全球冠状磁场图,填补太阳全球磁场测量中缺失的部分。”这种测量可以提供重要的信息,以促进我们对太阳爆发和11年太阳黑子周期的物理机制的理解。
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