天文学家终于揭开：太阳日冕磁场，而且大小至少有4个太阳半径！

天文学家一直在努力研究太阳的日冕，日冕是太阳最外层的大气，可以扩展到星际空间。这种从太阳表面辐射的带电粒子流被称为太阳风，并扩展到充满整个太阳系。日冕性质是太阳复杂磁场的结果，磁场在太阳内部产生并向外延伸。现在天文学家在《天体物理学》期刊上发表了一项新研究，利用日全食观测来测量日冕磁场的形状。

空间分辨率比以往任何时候都要高，面积也比以往任何时候都大。日全食期间最容易看到日冕，当时月球正好位于地球和太阳之间，挡住了太阳明亮的表面。近几十年来的重大技术进步，已将大部分重点转移到地面无法探测到的波长天基观测上，或转移到大型地面望远镜上，如毛伊岛上的丹尼尔·K·井上太阳望远镜。尽管取得了这些进展，但日冕的某些方面只能在日全食期间进行研究。这就是为什么日冕研究专家沙迪亚·哈巴尔(Shadia Habbal)20多年来：

一直带领一群日食追逐者在日食期间进行科学观测的原因。所谓的“太阳风夏尔巴人”环游全球追逐日全食，用飞机、直升机、汽车甚至马匹运送敏感的科学仪器到达最佳位置。这些日食观测在揭开定义日冕的物理过程一些秘密方面取得了突破性进展。日全食观测日冕已经有一个多世纪的历史了，但在此之前，日食图像从未被用来量化其磁场结构。研究人员通过将现代图像处理技术应用于日食数据，将有可能提取更多的信息。

使用一种自动追踪方法，追踪了日冕中磁力线的分布模式，该方法适用于过去20年中14次日食期间拍摄的日冕图像。这一数据为研究太阳两个11年磁周期中日冕的变化提供了机会。研究发现，日冕磁力线图案是高度结构化的，从尺寸尺度上可以看到的结构，一直到用于观测的相机的分辨率极限，同时还看到模式随着时间的推移而变化。为了量化这些变化，研究人员测量了相对于太阳表面的磁场角度。

在太阳活动最少的时期，日冕场几乎直接从赤道和两极附近的太阳发出，而在中纬度则以不同的角度发出。另一方面，在太阳活动高峰期，日冕磁场的组织性要差得多，而且更具辐射性。知道太阳周期会有变化，但从未预料到日冕磁场会有多大的延伸和结构。未来的模型将不得不解释这些特征，以便完全理解日冕磁场。这些结果挑战了当前日冕建模中使用的假设，这些假设通常假设日冕磁场的径向半径超过2.5个太阳半径。

相反，新研究发现，日冕场通常是非径向的，至少有4个太阳半径。这项研究对太阳研究的其他领域有进一步影响，包括太阳风的形成，太阳风影响地球磁场，并可能对地面产生影响，如停电。这些结果对太阳风的形成特别有用，它表明，关于如何对太阳风的形成进行建模的主导思想并不完整，因此我们预测和防御空间天气的能力可以提高。研究团队已经在计划下一次日食探险，下一次定于今年12月在南美进行。

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博科园｜研究/来自：夏威夷大学马诺阿分校

研究发表期刊《天体物理学》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab8ae6

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