中国科学院云南天文台科研人员通过研究太阳与日球层天文台（Solar and Heliospheric Observatory ，简称SOHO）卫星观测数据，首次采用白光日冕仪观测数据在距离日心2到4个太阳半径高度观测到传播的大尺度日冕准周期快磁声波波列的现象。结合太阳动力学天文台（Solar Dynamic Observatory）卫星对低日冕的高分辨多波段观测数据，研究人员进一步揭示了该波列的物理激发机制。相关研究成果以“White-light QFP wave train and the associated failed breakout eruption”为题于2022年9月8日发表在《天文与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上，该研究工作由申远灯研究员团队完成。 

　　太阳大气中存在着不同模式的磁流体力学波。日冕准周期快磁声波是与耀斑紧密相关的一类特殊波动现象。开展日冕准周期快磁声波相关研究，对于诊断耀斑磁重联过程、日冕物理参量以及日冕加热和太阳风加速等具有重要作用。 

　　日冕准周期波列通常可分为两类，即沿磁力线传播的窄日冕准周期波列和沿日面垂直磁场传播的宽日冕准周期波列。以往的研究表明，日冕准周期快磁声波的产生通常与耀斑中的准周期脉动密切相关，具有相似的周期。申远灯等人曾在他们发表的综述论文中指出，日冕准周期波列和耀斑准周期脉动可能代表了同一物理过程在不同方面的表现 （Shen et al., 2022, SoPh, 297, 20）。另外，关于日冕准周期波动的激发过程目前仍然存在争论，争论的焦点在于日冕准周期波列是由于磁场重联中的一些非线性物理过程导致的周期性能量释放激发还是由于宽频脉冲在波导传播过程中由于色散效应产生的。 

　　日冕准周期波（成像观测）通常在低日冕极紫外波段被观测到。申远灯等人采用太阳与日球层天文台的日冕仪白光观测数据，首次在距离日心2到4个太阳半径高度探测到传播的日冕准周期快磁声波波列（如图1所示）。为了研究该波列的激发过程，他们同时采用了太阳动力学天文台在低日冕的极紫外波段观测数据对其相关的爆发源区进行了详细 研究。他们发现爆发源区的磁场拓扑为一个典型的磁爆破位形（通常存在于四极磁场位形下，观测上表现为一个较高的磁环包围着下方的三个较低的日冕磁环），磁场零点附近的磁场重联是发生于两侧低矮磁环之间。 

　　根据观测结果，申远灯等人指出，这种磁场重联对系统的稳定起到一种负反馈的作用，并不会像发生于中间低矮磁环和顶部包络磁环之间的磁场重联那样会导致整个系统的成功爆发。但是，该磁场重联虽然不导致成功爆发，却会不停地生成新的顶部包络大磁环并向上方快速膨胀，观测上也确实观测到这些新磁环的形成和膨胀过程。因此，申远灯等人认为该准周期波列是由这些依次生成并快速膨胀的磁环周期性地释放能量所激发的。另外，他们还采用冕震学方法诊断了在离日心2到4个太阳半径内的磁场强度进行了诊断。 

　　该项工作获得了国家自然科学基金、云南省太阳物理与空间科学重点实验室、云南省基础研究计划及科技部重大项目的支持。 

　　  

　　论文链接 

 

图1. 白光日冕图像观测的日冕准周期波波列的传播过程。a图为原图，其余为差分图。白色圆圈标示太阳盘面位置

 

图2. 低日冕中不断生成的新日冕磁环及其膨胀扩张过程。上排为原图，下排为对应的差分图