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《我国科学家领衔实现日冕磁场常规测量的重大突破》

2024-10-08
来源: 迷上科学

 在探索宇宙奥秘的征程中,我国科学家再次迈出了坚实而关键的一步。北京大学教授田晖研究团队及其合作者在国际上首次初步实现了日冕磁场的常规测量,这一重大成果于 10 月 4 日发表在国际学术期刊《科学》上,为太阳物理研究带来了新的曙光。image.png

  日冕,作为太阳最外层大气,其磁场起着至关重要的作用。它是日冕加热和空间天气灾害最主要的能量来源。然而,由于日冕磁场较为微弱,长期以来,各国科学家在磁场测量方面始终面临巨大挑战,未能取得重大突破。日冕磁场的演化不仅会引发耀斑等剧烈的太阳爆发活动,还会向外延伸至太阳与各大行星、卫星之间的广袤空间。因此,观测日冕磁场的结构及其演化,对于预测太阳爆发活动及其对太阳系空间环境的影响,以及避免或减轻其对人类航天等高科技活动造成的危害,都具有极其重要的意义。

  早在 2020 年,田晖团队就发展了一种 “二维冕震” 的新方法,首次测得日冕磁场的全局性分布,向着实现日冕磁场常规测量的目标迈出了关键一步。近期,他们进一步改进了这一研究方法,使其能够更准确、高效地追踪日冕中广泛存在的磁流体横波,并诊断出日冕密度分布,从而测定磁场的强度和方向。通过将该方法应用到升级版日冕多通道偏振仪(UCoMP)的观测数据中,他们成功地首次初步实现了日冕磁场的常态化观测。在 2022 年 2 月至 10 月期间,团队获得了 114 幅日冕磁场图,基本实现了每两天一次的测量频率。

  这一成果的意义重大。团队成员杨子浩介绍,他们首次获得了日冕中不同高度的磁场强度全球分布图及其演化发展规律,并与当前世界上最先进的、由美国预测科学公司开发的全球日冕模型进行了比较。结果显示,模型在中低纬度区域的预测结果与观测数据吻合度较高,但在高纬度和部分活动区存在较大偏差。这些观测结果为改进和优化日冕模型提供了关键依据。

  此次成果标志着太阳物理研究正逐步迈入日冕磁场常规测量的时代,为深入研究太阳磁场的长期演化提供了新途径。然而,田晖教授也指出,目前该测量方法还只能得到日面边缘之外的日冕磁场,未来还需结合其他测量方法,实现对包括日面在内的整个日冕磁场的完整测量。这将是太阳物理界未来数十年的重要研究目标。

  我国科学家的这一重大突破,彰显了我国在太阳物理研究领域的实力和创新能力。他们的努力和成就将激励更多的科研人员投身于宇宙探索的伟大事业中,为人类更好地理解太阳、保护地球以及探索宇宙奥秘贡献更多的智慧和力量。相信在未来,随着科技的不断进步和研究的深入,我们将对太阳磁场有更全面、更深入的认识,为人类的发展和进步创造更加安全、稳定的空间环境。

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