“羲和”號(hào)揭示太陽(yáng)“暴脾氣”的時(shí)序光譜特征

記者5日獲悉，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)和南京大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)，基于“羲和”號(hào)衛(wèi)星對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)源區(qū)不同物理過(guò)程進(jìn)行分區(qū)積分光譜分析，成功解構(gòu)出爆發(fā)過(guò)程中，太陽(yáng)暗條的抬升、回落，耀斑帶區(qū)域的色球壓縮、蒸發(fā)等不同物理過(guò)程的特征，以及各過(guò)程混合后的時(shí)序光譜特征。這為從恒星整體Hα光譜（氫原子電子躍遷時(shí)產(chǎn)生的紅色發(fā)射譜線(xiàn)）數(shù)據(jù)中解構(gòu)出恒星大氣活動(dòng)爆發(fā)源區(qū)的相關(guān)物理過(guò)程提供了關(guān)鍵線(xiàn)索。相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天體物理學(xué)報(bào)》。

太陽(yáng)是距離地球最近的恒星。作為一個(gè)有著“暴脾氣”的星體，太陽(yáng)經(jīng)常爆發(fā)劇烈的能量釋放現(xiàn)象，例如太陽(yáng)耀斑、太陽(yáng)暗條爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射。

論文通訊作者、國(guó)家天文臺(tái)項(xiàng)目研究員侯義軍介紹，在太陽(yáng)系外的恒星—行星系統(tǒng)中，類(lèi)似的恒星大氣爆發(fā)活動(dòng)同樣存在。“但由于缺乏對(duì)單顆恒星長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)和具有空間分辨率的磁場(chǎng)及多波段觀測(cè)，我們對(duì)其起源以及發(fā)展了解不多。而‘羲和’號(hào)的全日面Hα光譜觀測(cè)，為開(kāi)展太陽(yáng)與恒星比較研究進(jìn)而揭開(kāi)恒星大氣爆發(fā)活動(dòng)源區(qū)的神秘面紗提供了一個(gè)契機(jī)。”侯義軍說(shuō)。

此次研究中，團(tuán)隊(duì)對(duì)“羲和”號(hào)2024年觀測(cè)到的5個(gè)不同類(lèi)型太陽(yáng)爆發(fā)事件進(jìn)行了分析。侯義軍告訴記者：“與以往不同的是，基于‘羲和’號(hào)的Hα成像觀測(cè)和光譜反演速度場(chǎng)結(jié)果，我們對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)源區(qū)分區(qū)域開(kāi)展積分光譜分析，揭示出太陽(yáng)爆發(fā)不同物理過(guò)程所對(duì)應(yīng)的時(shí)序光譜特征。”

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)和國(guó)家天文臺(tái)聯(lián)合培養(yǎng)博士生劉驍鋒介紹，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在耀斑帶區(qū)域，空間積分Hα光譜表現(xiàn)出持續(xù)的線(xiàn)心輻射增強(qiáng)、譜線(xiàn)增寬和紅翼不對(duì)稱(chēng)特征，對(duì)應(yīng)色球壓縮過(guò)程；而在太陽(yáng)暗條不同演化階段所處的各區(qū)域，空間積分Hα光譜呈現(xiàn)出從加速藍(lán)移吸收到減速藍(lán)移吸收，再到紅移吸收的變化特征，這完整記錄了暗條冷等離子體的加速抬升、減速和回落過(guò)程。

“‘羲和’號(hào)提供了太陽(yáng)爆發(fā)源區(qū)低層大氣等離子體動(dòng)力學(xué)過(guò)程的豐富信息，這項(xiàng)研究挖掘了‘羲和’號(hào)在太陽(yáng)與恒星比較研究領(lǐng)域的科學(xué)價(jià)值。”論文作者、南京大學(xué)教授李川說(shuō)。