“太陽活動的多波段觀測研究”團組新進展

　　近日，中國科學院紫金山天文臺“太陽活動的多波段觀測研究”團組在太陽耀斑觸發機制的研究中取得進展，為光球剪切運動觸發耀斑以及磁內爆猜想提供了嶄新且有力的證據，研究成果發表在《天體物理通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上。

　　太陽耀斑，以及日冕物質拋射和暗條爆發，被認為是太陽大氣中同一種爆發現象的不同表現形式，其釋放的高能粒子和等離子體是災害性空間天氣的主要原因。因此，對這些現象的能量積累過程和觸發機制的研究是當代太陽物理的前沿課題。數十年來，科研人員提出過許多機制解釋耀斑觸發的具體過程，如磁韁截斷（Tether-cutting）模型、磁對消（Magnetic flux cancellation）模型以及磁爆裂（Magnetic breakout）模型等。這些模型將光球剪切運動，特別是黑子的剪切運動，作為觸發過程的重要環節。然而，在關于光球剪切運動觸發耀斑的觀測報道中，純粹的光球剪切運動較為少見，大都伴隨著磁浮現、磁對消以及旋轉運動等其他形式的光球運動。

　　近期，科研人員基于太陽動力學天文臺（SDO）的大氣成像儀（AIA）以及日震磁像儀（HMI）數據，研究了2013年8月17日位于活動區11818的一個M3.3級耀斑。觀測結果表明，在爆發之前，該活動區的一個黑子由準靜止狀態突然啟動，沿著磁性反轉線進行了大約十小時的剪切運動，最終導致該耀斑發生。在此期間，該活動區不同波段的流量曲線與準靜止階段相比，出現明顯的尖峰。這些尖峰被認為是該M3.3級耀斑的爆發前兆。

　　此外，在耀斑峰值時刻（18:24 UT）附近，該黑子在幾分鐘內完成了運動方向的180度轉變，并保持運動至18:48 UT。在排除了光球本身對流運動的可能性后，通過方向對比和量級計算，研究人員確認該現象是由日冕磁場的快速重構所產生的洛倫茲力施加在黑子上導致的。

　　該事件展示了太陽大氣中不同高度的相互磁作用，即在耀斑發生之前光球通過突然啟動的黑子剪切運動對日冕作用導致耀斑，并在耀斑期間，通過黑子運動方向的反轉，日冕對光球進行反作用。研究為光球剪切運動觸發耀斑以及磁內爆猜想提供了證據，相關研究成果已發表在《天體物理通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會項目、科技部重點研發項目、中科院戰略性先導科技專項等的資助。

圖1.第一行：SDO/HMI記錄到的光球連續譜成像，其中S1為目標黑子。第二行：SDO/HMI記錄到的光球垂直方向磁圖。紅（藍）箭頭代表光球在垂直磁場小于-1000 G（大于1000 G）處的水平速度

圖2.（a）目標黑子的位移曲線。（b）SDO/AIA各波段的流量曲線