“羲和”号揭示太阳“暴脾气”的时序光谱特征

科技日报记者 金凤

遥远恒星大气爆发活动的起源区域有哪些特征，人类至今知之甚少。但科学家们正在通过分析太阳爆发活动，探究恒星大气爆发活动的奥秘。记者5日获悉，由中国科学院国家天文台、紫金山天文台和南京大学组成的研究团队，基于“羲和”号卫星对太阳爆发源区不同物理过程进行分区积分光谱研究，成功解构出爆发过程中，太阳暗条的抬升、回落，耀斑带区域的色球压缩、蒸发等不同物理过程的特征，以及各过程混合后的时序光谱特征。这为从恒星整体Hα光谱数据中解构出恒星大气活动爆发源区的相关物理过程提供了关键线索。这一成果近日发表于国际学术期刊《天体物理学报》。

太阳是距离地球最近的恒星。作为一个有着“暴脾气”的星体，太阳经常爆发剧烈的能量释放现象，例如太阳耀斑、太阳暗条爆发和日冕物质抛射。

“在太阳系外的恒星—行星系统中，类似的恒星大气爆发活动同样存在。但由于缺乏对单颗恒星长时间的连续监测和具有空间分辨率的磁场及多波段观测，我们对其起源以及发展还了解不多。”论文通讯作者、国家天文台项目研究员侯义军介绍，而“羲和”号的全日面Hα光谱观测为开展太阳与恒星比较研究，揭开恒星大气爆发活动源区的神秘面纱提供了一个契机。

此次研究中，团队对“羲和”号2024年观测到的5个不同类型的太阳爆发事件进行了分析。“与以往不同的是，基于‘羲和’号的Hα成像观测和光谱反演速度场结果，我们对太阳爆发源区分区域开展积分光谱分析，揭示出太阳爆发不同物理过程所对应的时序光谱特征。”侯义军说。

论文第一作者、中国科学院紫金山天文台和国家天文台联合培养博士生刘骁锋介绍，团队发现，在耀斑带区域，空间积分Hα光谱表现出持续的线心辐射增强、谱线增宽和红翼不对称特征，对应色球压缩过程；而在太阳暗条不同演化阶段所处的各区域，空间积分Hα光谱呈现出从加速蓝移吸收到减速蓝移吸收，再到红移吸收的变化特征，这完整记录了暗条冷等离子体的加速抬升、减速和回落过程。

论文作者、南京大学教授李川表示：“‘羲和’号提供了太阳爆发源区低层大气等离子体动力学过程的丰富信息，这项研究挖掘了‘羲和’号在太阳与恒星比较研究领域的科学价值。”