“羲和号”再现太阳暗条爆发三维动力学过程
记者6日从南京大学获悉，该校太阳物理团队基于“羲和号”全日面光谱成像，分别构建了一个太阳暗条和一个日珥的三维速度场。该研究成功再现了暗条、日珥等离子体物质的膨胀、抛射、回落、旋转和分裂等现象。相关成果近日刊发于国际学术期刊《天体物理学杂志快报》。
“在高温、稀薄的日冕中，悬浮着一些温度较低但密度较高的等离子体，它们靠太阳磁场支撑。”论文作者之一、“羲和号”卫星首席科学家丁明德教授告诉科技日报记者，从观测的视角看，如果这些等离子体处在日面之上，在明亮的背景映衬下，就表现为一条偏暗的长带，即为暗条；如果出现在日面边缘，就仿佛在太阳侧面勾勒出的“耳朵”，即日珥。
暗条可以稳定存在数小时，甚至数天，也可能突然爆发而被抛射出去，形成日冕物质抛射。爆发的暗条如果朝向地球传播，可能会引发地磁暴，对近地空间环境中的高科技设备造成严重损害。因此，精确测量太阳暗条爆发的三维速度场，对于灾害性空间天气的预警和预报具有非常重要的意义。
“以往对于太阳的成像观测只能得到暗条爆发在天空平面内的投影速度，无法确定其传播方向和真实速度。”丁明德介绍。
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”卫星的世界首次全日面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”可以在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，这次的太阳暗条经过膨胀和上升阶段后，最终以逆时针旋转的方式回落到日面上，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。”论文的第一作者、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）