中国AIMS望远镜发现耀斑爆发期间太阳大气磁场明显减弱现象

中新网北京11月4日电 (记者 孙自法)中国科学院国家天文台11月4日向媒体发布消息说，基于中国自主研发的用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统(英文缩写AIMS)望远镜观测数据，该台邓元勇研究员带领的联合研究团队发现，在太阳耀斑爆发期间，太阳低层大气磁场存在明显减弱现象。

这一重要天文发现有助于构建更完善的太阳耀斑模型，加深对耀斑动力学过程机理的认知。相关研究论文近日在国际专业学术期刊《自然-天文》上线发表。

测量精度提高一个量级

研究团队介绍，太阳大气是由磁场主导的巨大的磁等离子体环境，其中的一切现象和过程均由磁场及其相互作用所主导。耀斑则是由磁场驱动的太阳大气中最剧烈的能量快速释放过程，是灾害性空间天气的主要驱动源。长期以来已有很多观测和理论描述耀斑过程的物理图像，但作为耀斑能量积累、传输及释放重要载体的太阳低层大气磁场，在耀斑过程中如何变化，迄今仍未有清晰的物理图像。

造成这一现状的原因主要在于耀斑会影响用于磁场测量的太阳光谱轮廓，传统基于光谱偏振诊断磁场的测量方法给不出准确结果甚至失效。此外，耀斑演化过程快，需要高时间分辨率的测量相匹配，单次测量时间短导致了信噪比低、磁场测量精度低，无法用于研究耀斑期间磁场的快速演化。

作为中国2025年通过结题验收的国家重大科研仪器研制项目，AIMS望远镜在研发设计上采用针对性特别设计，可以将磁场强度的测量精度从传统的百高斯量级提高到优于十高斯的水平。

基于这一国际上所独有的观测特点，AIMS首次观测到一个X1.5级耀斑期间的光谱演化，分析结果显示耀斑带下方的磁场强度明显减弱。研究团队还利用耀斑动力学大气模型模拟耀斑期间光谱演化，对上述结果进行了检验。

特殊观测尚属首次实现

对于AIMS望远镜的重要观测发现，一位期刊审稿人评述“作者采用数值模拟工具，开展了十分详尽、全面的研究”；另一位审稿人则称“这类特殊观测尚属首次实现”。

这一研究工作也引起同行专家的关注：中国科学院新疆天文台沈金花研究员认为，精确的磁场测量对解决色球与日冕加热，磁能积累释放机制等难题具有重要意义；在中国科学院国家天文台周桂萍研究员看来，耀斑期间磁场诊断为建立磁场重构、能量沉积与辐射响应相耦合的耀斑模型，以及揭示日冕与低层大气之间的动态反馈机制，提供了新的观测约束与物理启示。

邓元勇表示，AIMS设计上独有的观测能力得益于一系列关键核心技术的自主突破，本项研究所使用的光谱数据由红外傅里叶光谱仪科学终端所获得，它是AIMS团队自主研制的、国际首台既具有高光谱分辨率又具有成像功能的红外傅里叶光谱仪。“这项科学研究成果的发表，极好地诠释了技术自主创新和原创研究成果的相得益彰”。

据悉，本项联合研究团队由中国科学院国家天文台太阳活动与空间天气全国重点实验室、瑞典斯德哥尔摩大学、中国科学院云南天文台、湖南工程学院、中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所、昆明理工大学等研究人员组成。