科學家基于新真空太陽望遠鏡觀測到色球活動新現象

　　基于我國一米口徑新真空太陽望遠鏡（NVST）觀測數據，中國科學院國家天文臺楊書紅、張軍、李曉紅與云南天文臺劉忠、向永源合作發現太陽大氣中的一種新現象：色球炮彈。該項研究成果已發表在國際天文期刊The Astrophysical Journal Letters（Yang et al. 2019, ApJL, 880, L24）上。美國天文學會（AAS）研究亮點網站（AAS Nova）針對該項成果刊發了專題報道。

　　NVST是云南撫仙湖觀測站的主力設備之一，其主要科學目標是對太陽進行高分辨率的成像和光譜觀測。在NVST的多組Hα 數據中，楊書紅等人發現了一些沿著曲線運動的色球物質團，這些或暗或亮的物質團看起來很像飛行的炮彈（見圖1示例）。色球炮彈的平均體積、質量和飛行速度分別為15億立方千米、15萬噸和56千米/秒。在美國太陽動力學天文臺（SDO）紫外和極紫外波段圖像上，這些炮彈表現為明亮結構，預示著該過程中存在著某種加熱機制（圖2）。對SDO光球磁場數據的進一步分析表明，新浮磁流與已存在磁環發生磁重聯，色球物質團被從重聯區向外拋出并沿大尺度磁環系統運動，形成色球炮彈（圖3）。磁重聯釋放的能量將色球炮彈中的部分物質進行了加熱，從而使得色球炮彈在紫外和極紫外波段均有較強輻射。

　　色球層位于低溫光球和高溫日冕之間，是能量從光球向日冕傳輸的必經之路，色球研究對于理解日冕加熱和太陽風加速均至關重要。以往的研究已表明，高度動態的色球層中存在多種活動現象，如針狀體、噴流、埃勒曼炸彈等。NVST觀測到的色球炮彈為色球活動現象名單增添了一名新成員。這些飛行的色球炮彈對于太陽大氣中物質和能量的轉移和分配起到了重要作用。

　　該研究工作得到國家自然科學基金、中科院前沿科學重點項目、中科院青促會優秀會員人才專項的支持。

圖1：一個色球炮彈（白色圓圈內的黑色結構）及其飛行軌跡（白色虛線）。

圖2：(a)-(c)：色球炮彈在Hα、紫外和極紫外波段的輻射。(d1)-(d3)：色球炮彈源區的光球磁場演化。

圖3：低層大氣磁重聯形成色球炮彈示意圖。