太陽劇烈活動會發生哪些空間災難（劇烈太陽爆發活動研究獲進展）

2023-05-26 23:35:55 1

耀斑和日冕物質拋射（CME）是太陽大氣中兩類劇烈的爆發現象，也是災害性空間天氣的主要驅動源，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相關研究中取得了新進展。針對2011年6月21日發生的一個暗條非徑向爆發引起的耀斑、CME事件，副研究員張擎旻結合STEREO兩顆衛星（STEREO-A、STEREO-B）在極紫外和白光波段的同時觀測以及SOHO衛星搭載的LASCO/C2日冕儀的白光觀測，將之前獨立提出的改進錐模型（revised cone model）運用到CME幾何形態的三維重構中。結果表明，CME早期經歷了快速膨脹（角寬度從54°增加到約130°），同時CME傳播方向與徑向的夾角從51°減小到18°，代表徑向傳播的趨勢（圖1）。在LASCO/C2視場中，CME的三維真實傳播速度超過1100千米每秒，是投影速度的約1.6倍。該研究揭示了CME的幾何形態和傳播特性，相關成果發表在Astronomy & Astrophysics（A&A）上。

由於磁場位型不同於普通雙帶耀斑，環形耀斑是太陽大氣中一類特殊且重要的耀斑。迄今為止，關於環形耀斑的統計分析較少。該團組博士生張嚴傑等在SDO衛星的觀測數據中選取了134個環形耀斑，對這些耀斑及其相關活動（遠端增亮、日冕噴流、微暗條爆發、III型射電暴和CME）進行全面、詳細的統計研究，揭示了環形耀斑各物理量（如位置、面積、持續時間、峰值流量等）的分布（圖2）以及耀斑和其他活動的相關性/發生比例（圖3）。結果表明，耀斑面積和持續時間都服從對數正態分布，軟X射線峰值流量服從冪律分布（冪指數為-1.42）。環形耀斑中發生遠端增亮的比例達57%，而發生CME的比例只有28%，表明大多數環形耀斑是約束耀斑。該工作加深了科學家對環形耀斑的認識，並為今後開展磁流體力學數值模擬提供了一定依據。相關成果發表在The Astrophysical Journal Supplement Series（ApJS）上。

上述成果為先進天基太陽天文臺（簡稱ASO-S）做了前期科學準備。研究工作得到國家自然科學基金和中科院空間科學戰略性先導科技專項的支持。

隨著第25太陽活動周峰年的到來，ASO-S衛星搭載的HXI和LST儀器將觀測到大量的耀斑和CME。結合多顆衛星的立體觀測數據將有助於探究CME的三維形態以及在日地空間的完整傳播，為更準確的空間天氣預報提供有力支撐。