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光明日報(bào)北京10月4日電（記者晉浩天）日冕作為太陽最外層大氣，其磁場是日冕加熱和空間天氣災(zāi)害最主要的能量來源。但由于日冕磁場較微弱，各國科學(xué)家對于如何開展磁場測量始終未取得太大突破。北京大學(xué)教授田暉研究團(tuán)隊(duì)及其合作者通過創(chuàng)新研究方法，在國際上首次初步實(shí)現(xiàn)了日冕磁場的常規(guī)測量，揭示了日冕磁場在約8個(gè)月時(shí)間內(nèi)的演化規(guī)律。相關(guān)研究成果《觀測全局性日冕磁場在8個(gè)月內(nèi)的演化》4日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

“日冕磁場的演化會導(dǎo)致耀斑等劇烈的太陽爆發(fā)活動，并向外延伸到太陽和各大行星、衛(wèi)星之間的廣袤空間。因此，觀測日冕磁場的結(jié)構(gòu)及其演化，對于我們預(yù)測太陽爆發(fā)活動及其對太陽系空間環(huán)境的影響、避免或減輕其對人類航天等高科技活動造成的危害至關(guān)重要?！碧飼煾嬖V記者，盡管科學(xué)家們目前已可對太陽表面的光球磁場進(jìn)行常規(guī)測量，但由于日冕磁場比較微弱，其測量長期未能取得太大的突破。這也限制了人們對太陽大氣三維磁場結(jié)構(gòu)和演化過程的深入理解。

2020年，田暉團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種“二維冕震”的新方法，并由此首次測得日冕磁場的全局性分布，這向?qū)崿F(xiàn)日冕磁場常規(guī)測量的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。田暉團(tuán)隊(duì)近期進(jìn)一步改進(jìn)了這一研究方法，使其能夠更準(zhǔn)確、高效地追蹤日冕中廣泛存在的磁流體橫波，并診斷出日冕密度分布，從而測定磁場的強(qiáng)度和方向。他們將該方法應(yīng)用到升級版日冕多通道偏振儀（UCoMP）的觀測數(shù)據(jù)中，首次初步實(shí)現(xiàn)了日冕磁場的常態(tài)化觀測。在2022年2月至10月期間，團(tuán)隊(duì)獲得了114幅日冕磁場圖，基本實(shí)現(xiàn)了每兩天一次的測量頻率。

“我們還首次獲得了日冕中不同高度的磁場強(qiáng)度全球分布圖及其演化發(fā)展規(guī)律，并與當(dāng)前世界上最先進(jìn)的、由美國預(yù)測科學(xué)公司開發(fā)的全球日冕模型進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示，模型在中低緯度區(qū)域的預(yù)測結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)吻合度較高，但在高緯度和部分活動區(qū)存在較大偏差。這些觀測結(jié)果為改進(jìn)和優(yōu)化日冕模型提供了關(guān)鍵依據(jù)?！眻F(tuán)隊(duì)成員楊子浩說。

該成果標(biāo)志著太陽物理研究正逐步邁入日冕磁場常規(guī)測量的時(shí)代，也為深入研究太陽磁場的長期演化提供了新途徑。“目前，該測量方法還只能得到日面邊緣之外的日冕磁場，未來還需結(jié)合其他測量方法，實(shí)現(xiàn)對包括日面在內(nèi)的整個(gè)日冕磁場的完整測量。”田暉認(rèn)為，這將是太陽物理界未來數(shù)十年的重要研究目標(biāo)。

《光明日報(bào)》（2024年10月05日 03版）