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幸运28:紫金山天文台首次发现耀斑前的日冕暗化现象

紫金山天文台首次发现耀斑前的日冕暗化现象

  日冕暗化(coronal dimming)和极紫外波(EUV wave)是太阳物理研究领域的一个热点问题。中国科学院紫金山天文台助理研究员张擎旻和团组首席研究员季海生、研究员宿英娜首次在耀斑发生前发现了日冕暗化现象。研究成果最近以Pre-flare coronal dimmings(《耀斑前的日冕暗化》)为题发表于国际天文学杂志《天文与天体物理学》(Astronomy 幸运28 & Astrophysics)。

  日冕暗化是太阳上伴随日冕物质抛射(CME)的大尺度活动,首次由美国宇航局SOHO卫星搭载的极紫外成像望远镜(EIT)发现。日冕暗化表现为日冕极紫外和软X射线波段辐射的快速降低,在CME源区周围形成瞬现冕洞,范围可达几十到几百兆米。日冕暗化通常出现在耀斑的脉冲相,并延续到缓变相,持续数小时甚至一两天。关于它们的本质,目前普遍认为是CME爆发后局地等离子体密度迅速减小导致极紫外和软X射线辐射减小。虽然关于日冕暗化的观测和数值模拟研究已经很多,但是耀斑前(pre-flare)的日冕暗化现象还没有被人注意到。

  研究人员利用SDO卫星的多波段观测数据,详细研究了2014年9月10号活动区12158的一个爆发事件。该事件是由一个磁通量绳(简称磁绳)不稳定爆发后产生一个X1.6级耀斑和快速传播的晕状CME。他们发现在耀斑脉冲相前约96分钟,磁绳南北两个足点附近的大尺度冕环出现了细长的暗化,宽度约8-9兆米。随着时间的推移,该暗化区域向外缓慢延伸,亮度逐渐降低。当耀斑达到脉冲相后(即CME加速上升相),日冕暗化区域迅速扩展(呈扇形),亮度迅速降低,一直持续了一个多小时。作者认为,耀斑前的日冕暗化是由磁绳缓慢上升期间束缚磁绳的大尺度磁场结构准稳态膨胀时等离子体密度降低引起的。耀斑前暗化在171,193,211埃等极紫外波段最明显,在335和131埃也有较弱的响应。耀斑前暗化为大尺度太阳爆发活动的预报提供了新的前兆特征。

  审稿人对结果给予了充分肯定,认为“耀斑前日冕暗化之前从来没有被发表过,对于我来说是一个惊喜!”而且“它对于太阳物理(包括耀斑、CME、日冕暗化)和空间天气领域都具有重要的意义!”

  幸运28此项研究得到了国家自然科学基金委重点项目、面上项目和青年基金,以及江苏省面上项目和青年基金的支持。

    论文链接

 

  图1:(a-e) SDO/AIA 171埃波段的差分图像,显示耀斑前暗化和耀斑爆发后大范围扇形日冕暗化。(f) SDO/AIA 1600埃图像,显示X1.6级耀斑的两个亮带。

 

图2:沿图1(e)中S0(绿色虚线)在不同波段的强度线拼图,横轴为时间,纵轴为距离。