太阳“发脾气”时，低层大气磁场为何减弱？中国团队首次给出观测证据

新民晚报记者从中国科学院国家天文台获悉，国际权威学术期刊《自然·天文》近日在线发表我国科学家的一项最新研究成果。中国科学院国家天文台邓元勇研究员带领的联合研究团队，利用用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统（AIMS），首次观测到在太阳耀斑爆发脉冲相期间，低层大气磁场存在明显减弱现象。这一发现有助于构建更完善的太阳耀斑模型，加深对耀斑动力学过程机理的认知。

太阳大气是由磁场主导的巨大磁等离子体环境，其中的现象和过程均由磁场及其相互作用支配。耀斑是磁场驱动的太阳大气中最剧烈的能量快速释放过程，也是灾害性空间天气的主要驱动源。长期以来，已有不少观测和理论描述耀斑过程的物理图像，但作为耀斑能量积累、传输及释放重要载体的太阳低层大气磁场，在耀斑过程中如何变化，迄今仍未有清晰的物理图像。

研究团队介绍，造成这一现状的原因主要有两方面：耀斑会影响用于磁场测量的太阳光谱轮廓，传统基于光谱偏振诊断磁场的测量方法给不出准确结果，甚至失效；同时，耀斑演化过程快，需要与高时间分辨率测量相匹配，单次测量时间短导致信噪比低、磁场测量精度低，难以用于研究耀斑期间磁场的快速演化。针对这些局限，AIMS望远镜在设计上采用具有高塞曼裂距的中红外谱线Mg I 12.32 μm，通过直接测量磁场导致的谱线裂距得到准确的磁场强度，避免传统光谱偏振诊断方法对太阳大气偏振辐射转移模型的依赖，可将磁场强度测量精度从传统的百高斯量级提高到优于十高斯水平。

基于这一国际上独有的观测特点，AIMS首次观测到一个X1.5级耀斑期间的光谱演化。分析结果显示，耀斑带下方的磁场强度明显减弱。研究团队还利用耀斑动力学大气模型模拟耀斑期间光谱演化，对上述结果进行了检验。审稿人用“最高水平（state-of-the-art）”评价作者采用数值模拟工具开展的研究，并称“这类特殊观测尚属首次实现”。中国科学院新疆天文台沈金花研究员认为，精确的磁场测量对解决色球与日冕加热、磁能积累释放机制等难题具有重要意义；中国科学院国家天文台周桂萍研究员评述，耀斑期间磁场诊断为建立磁场重构、能量沉积与辐射响应相耦合的耀斑模型，以及揭示日冕与低层大气之间的动态反馈机制，提供了新的观测约束与物理启示。

AIMS设计上独有的观测能力，得益于一系列关键核心技术的自主突破。本项研究所使用的光谱数据由红外傅里叶光谱仪（FTIR）科学终端获得。该FTIR是国际首台既具有高光谱分辨率，又具有成像功能的红外傅里叶光谱仪，是AIMS团队自主研制的最先进终端设备。这项研究成果的发表，体现了技术自主创新与原创研究成果的相互促进。

来源：新民晚报 作者：郜阳