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科学中国北京大学学者参与了首次测量太阳日冕的整体磁场


一个由太阳物理学家组成的国际团队 ， 包括来自中国北京大学和泰恩河畔纽卡斯尔的诺森比亚大学的学者 ， 最近首次测量了太阳大气最外层即日冕的整体磁场 。
科学中国北京大学学者参与了首次测量太阳日冕的整体磁场
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图注：日冕磁场强度的地图叠加在由太阳动力学天文台的AIA仪器拍摄的日冕图像上 。
这个团队包括来自中国北京大学和美国国家大气研究中心（NCAR）的研究人员 ， 使用了日冕多通道旋光仪（CoMP）的观测结果 ， 该仪器可以测量来自太阳大气的红外辐射 。 他们的研究成果刚刚发表在《科学》杂志上 。
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日冕多通道旋光仪（CoMP）
太阳是一颗磁化的恒星 ， 其磁场在塑造太阳大气中起着至关重要的作用 。 磁场控制着太阳行为的许多方面 ， 导致太阳周期长达11年 ， 爆发了强烈的太阳爆发 ， 并将太阳日冕中的热气体（等离子）加热到数百万摄氏度 。
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磁场穿过太阳大气的不同层 ， 这意味着需要有关整个大气磁场的信息 ， 以了解太阳等离子体与磁场之间的相互作用 。
但是 ， 到目前为止 ， 仅在我们恒星的表面（即称为光球的太阳区域）才能完成对太阳磁场的常规测量 。
自从首次测量太阳磁场以来已经过去了100多年 ， 但我们仍然对高层太阳大气（尤其是日冕）中的磁场还没有确切的了解 。
【科学中国北京大学学者参与了首次测量太阳日冕的整体磁场】
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20多年前 ， 提出了一种称为磁震学的技术 ， 作为一种测量电晕磁场的方法 。 这种方法利用了被称为Alfvén波的电磁波 ， 这些电磁波沿磁场传播 。
重要的是 ， 波传播的速度取决于磁场的强度 ， 这意味着能够测量其传播的速度可以估算出磁场 。
诺森比亚大学（UKumbria University）的UKRI未来领导人研究员理查德·莫顿（Richard Morton）博士是观察和分析太阳日冕中波的全球专家 ， 并且是提供这些令人振奋结果的团队的一部分 。
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莫顿博士一直是日冕多通道旋光仪仪器的长期用户 ， 并主张使用此类测量方法来研究太阳的磁场 。 正如他所说：“从日冕多通道旋光仪收集的数据显示 ， 太阳的日冕充满了这些Alfvén波 ， 并为我们提供了其中的最佳视角 。 ”
当前的研究是建立在莫顿博士的早期工作基础之上的 ， 该工作证明了电磁波可以用作工具的可能性 。
莫顿博士补充说：“我认为这很好地展示了我们如何利用Alfvén波探测太阳的性质 ， 这一过程类似于地震学家如何利用地震来找出内部构造 。 地球的样子 。 ”
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从PFSS模型获得的日冕磁场线 。
这是第一次通过实际的日冕观测获得了日冕磁场的全局图 ， 从而标志着朝着解决日冕磁场测量问题迈出了一步 。
原则上 ， 利用这种技术 ， 现在可以常规地获取全球日冕磁场图 ， 从而填补了太阳整体磁场测量的缺失部分 。 这些天气冠状磁图与同时测量到的来自太阳表面的磁场测量值一起 ， 将提供重要信息 ， 以加深对磁场如何耦合太阳大气不同层以及造成太阳爆发和太阳周期的物理机制的理解 。


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