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澳门明升科研人员在日冕波动及相关激波传播研究中取得新进展

文章来源: | 发布时间:2019-07-27 | 【打印】【关闭】

  日冕极紫外波动(EUV波)是一种在极紫外波段观测到的日冕大尺度扰动现象。EUV波是由日冕物质抛射(CME)膨胀产生,一般认为对应CME驱动的激波。EUV波在日冕中最终能传播多远、多久,受什么因素影响,并不是很清楚。最近的研究发现,尽管CME本身在太阳附近不能膨胀到与其爆发位置相对的太阳背面,但CME驱动的激波可以传播到爆发位置的背面。在爆发位置的背面,EUV波的传播情况以及与CME驱动的激波的关系,目前没有相关研究。

  中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室胡会东博士、刘颍研究员和朱蓓博士等人研究了2017年9月10日爆发产生的EUV波及其CME驱动激波在日冕中的传播特征。通过分析“太阳动力学天文台”(SDO)、“日地关系天文台”A星(STEREO-A)、“太阳和日球天文台”(SOHO)等探测器的成像数据,从太阳的相反两侧观测到了该EUV波被太阳北极和南极的冕洞传输和加速的现象,并发现该EUV波在传播过程中与多个日冕结构有相互作用。

  研究发现:(1)由于南北极冕洞的传输作用,该EUV波的最终传播范围覆盖了整个日面,在纬度方向达到了前所未有的360度。(2)CME驱动的激波在日冕中传播到了与爆发位置相对的太阳背面,激波面向内弯曲,与低日冕的EUV波相连;在爆发的背面,由于激波的推动,两个冕流可能发生了碰撞,表明该激波的南北两部分可能也发生了碰撞。在此之前,没有观测到类似的现象。(3)经南极冕洞传输和加速的EUV波在一个具有闭合磁场的低密度区域被再次加速,这说明EUV波既可以在具有开放磁场区域(例如冕洞)也可以在闭合磁场区域被加速。(4)EUV波传播到离爆发位置较远的活动区时会减弱并停止,并且在这些活动区的另一侧没有观测到明显的次生波动,这与在其他研究中观测到的EUV波可以通过离爆发位置较近的活动区继续传播的现象不同。(5)当EUV波的一部分传播到一个具有偶极磁场、类似小活动区的日冕结构,而另一部分传播到一个低密度的暗条通道时,不同部分具有不同传播速度,导致EUV波的波前绕着偶极磁场结构发生旋转。

  以上研究结果发表于The Astrophysical Journal。对于该CME驱动的激波的形态、运动学及其行星际影响,参见天气室刘颍研究员等人此前发表的另一篇论文(下文附链接)。这些研究工作加深了关于日冕的密度和磁场分布对EUV波传播的影响、CME驱动的激波传播和行星际效应的认识,为日冕波动、激波、空间天气效应研究提供观测依据。

  EUV波论文:

  Hu Huidong, Liu Ying D.*, Zhu Bei, et al. Effects of Coronal Density and Magnetic Field Distributions on a Global Solar EUV Wave. The Astrophysical Journal, 2019, 878, 106. (  )

  CME激波论文:

  Liu Ying D.*, Zhu Bei, Zhao Xiaowei. Geometry, Kinematics and Heliospheric Impact of a Large CME-driven Shock in 2017 September. The Astrophysical Journal, 2019, 871, 8. (  )

图一:SDO和STEREO-A在太阳相反两侧观测到的EUV波传播过程。从图中可以看到EUV波被两个极区冕洞传输加速以及在活动区附近减弱的现象。

  图二:卡林顿(Carrington)坐标系下SDO和STEREO-A观测的极紫外图像的差分生成的动画,展示了EUV波被南北冕洞传输后,沿着经线传播到整个日面的过程。

    (供稿:空间天气学国家重点实验室)