我国学者与海外合作者在太阳风速度脉冲和行星际磁场急转起源研究方面取得进展

　　

图 太阳风速度脉冲和行星际磁场急转与太阳大气中的精细喷发活动之间的联系示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42241118、42150105、42174194、42204166、42204174）资助下，北京大学何建森团队与国内外合作者揭示了太阳风速度脉冲和行星际磁场急转的起源过程。研究成果以“太阳轨道器测得的太阳风速度脉冲与太阳动力学天文台观测到的日冕亮斑的关联（Connecting Solar Wind Velocity Spikes Measured by Solar Orbiter and Coronal Brightenings Observed by SDO）”和“色球网络边界重联中星际磁场急转的起源（The origin of interplanetary switchbacks in reconnection at chromospheric network boundaries）”为题，分别于2024年6月19日和2024年9月2日，发表在《天体物理学快报》 (The Astrophysical Journal Letters) 和《自然?天文》（Nature Astronomy）期刊上。论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad4eda；https://www.nature.com/articles/s41550-024-02321-9。

　　太阳风是从太阳喷射出的携带磁场的等离子体流，具有活跃的变化特性，其速度和磁场的扰动会影响地球的空间天气。距离太阳最近的人造探测器帕克太阳探针的原位探测显示，在距离太阳仅0.3个天文单位的区域内，太阳风中频繁出现速度脉冲和磁场急转同时发生的事件（也称为阿尔芬脉冲）。这种频发新现象的起源成为学术界待解决的前沿热点。

　　针对这一问题，研究团队发展了“时空回溯定时定位”方法，成功追溯了太阳风中速度脉冲和磁场急转的日面源区以及源区精细喷流活动，并实现对源区精细喷流活动的发生时间进行定时，首次给出速度脉冲和磁场急转与太阳大气精细喷流活动之间的确切联系。通过对喷流活动的详细分析，研究团队发现喷流的形态和磁场分布符合磁场重联的特征，并确定了喷流活动发生位置和大气高度。研究团队还发现喷流活动伴随光球磁通量变化可向外输运形成太阳风速度脉冲和磁场急转的磁通量。最后，针对一些在日面上发生的小尺度、喷流活动微弱但喷流底部伴随辐射增亮的磁重联事件，研究团队发现磁重联导致的日冕增亮事件及其光球磁场变化呈现周期性，并调控着太阳风速度脉冲事件发生的周期性变化。

　　该研究揭示了太阳风速度脉冲和行星际磁场急转起源过程，提供了全面理解包括速度脉冲在内的太阳风扰动如何受源区精细活动调控的有效工具和新视角，对于更全面地回答太阳精细活动对激发阿尔芬波湍动的作用、阿尔芬波湍动传播演化和耗散加热加速太阳风等科学问题有重要意义。