“羲和号”新成果发表！_风闻

来源：中国的航天

暗条是太阳大气活动里一类很常见的现象，它悬浮于日冕之中，温度要比周围环境低两个量级，密度却要高两个量级。基于这一特性，从观测视角看，如果它处在日面之上，在明亮的背景映衬下，它表现为一条偏暗的长带，称之为暗条；如果出现在日面边缘，则展现为一个亮的结构，称之为日珥。

图1. “羲和号”观测的太阳暗条/日珥的演化和爆发

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。一种解决该问题的方法是通过两颗卫星从不同视角对爆发暗条进行观测，并利用几何方法得到其三维结构和演化，但是该方法具有很强的局限性（需要两颗卫星具有相同的观测波段并且同时观测到爆发过程）。另一种方法则是通过光谱成像，利用暗条谱线的多普勒频移获得视线方向的速度，利用成像获得天空平面上的速度，即可构建其三维速度场。然而以往的光谱成像大多是基于地面大口径的太阳望远镜，视场非常有限，很难覆盖爆发暗条的完整区域。

“羲和号”卫星全日面Hα波段光谱成像则为该问题的解决提供了绝佳手段。它可以在46秒内扫描全日面，获得日面上任意一点的光谱信息，像元光谱分辨率达到0.024埃，空间分辨率达到1.2角秒。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。“羲和号”数据通过南京大学太阳科学数据中心对外共享（https://ssdc.nju.edu.cn）。

图2. 爆发暗条（上图）和日珥（下图）的Hα谱线轮廓

近日，南京大学太阳物理团队基于“羲和号”全日面光谱成像，利用“云模型”拟合Hα谱线轮廓获取视线方向速度（如图2所示），同时使用傅里叶局部相关跟踪方法获取天空平面速度，分别构建了一个爆发暗条和一个爆发日珥的三维速度场（如图3和图4所示）。该工作成功再现了暗条/日珥等离子体物质的膨胀、抛射、回落、旋转和分裂等现象。研究发现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。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。该工作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了重要参考。

图3. 暗条爆发的视向速度（左侧两图）和天空平面速度（右图）

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图4. 日珥爆发的视向速度（左侧两图）和天空平面速度（右图）