云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地的研究人员在太阳活动/变化整体行为的长期演化研究（“宏观”太阳）领域取得重要进展。相关研究成果发表在《科学报告》（Scientific Reports） 上。

　　黑子是太阳光球（即肉眼看见的太阳）上最显著的、观测时间最长的活动现象；黑子蝴蝶图是对太阳观测取得的最具标志性的成果之一。综合对光球层上的色球及日冕层的多波段全日面长期观测，科研人员发现比光球背景冷的磁蝴蝶图上面的大气呈现为比背景热的蝴蝶图，由此将一个多世纪前的黑子蝴蝶图概念拓展为“蝴蝶体”（见图1）。这也是磁场加热高层大气的显著的“宏观”证据（加热是全日球的，蝴蝶体是最显著的全球加热证据）。

图1：蝴蝶体示意图。底层是蝴蝶图；大气温度从高到低表示为颜色从橙黄到蓝紫的变化。

　　综观太阳两极的长期演化，极区增亮是最显著的特征之一。早期观测发现极区增亮在光球及色球层，统计上是与低纬度太阳活动周反相位的；最新的空间及地面多波段长期观测表明，极区增亮在日冕层是与低纬度太阳活动周同相位的。由此，综合太阳极区各大气层的长期观测，科研人员提出了“极区分层错时增亮”的概念，并推测这是不同磁类磁场加热的结果。

　　日冕反常加热是当代天文学的八大难题之一，也是NASA网站列出的太阳物理学中的三大难题之一。同样地，色球反常加热也是长期困扰太阳物理界的难题。国内将色球和日冕（即高层大气）加热列为10000个科学难题（天文卷）中的2个议题。蝴蝶体明确表明，高层活动大气由蝴蝶分布的磁类加热。扣去活动大气后的背景色球大气（宁静大气）的长期演化与太阳活动周反相位，这必然是由具有同类演化特征的磁类加热所致。“极区分层错时增亮”现象表明，背景宁静日冕大气很可能是由与增亮现象具有同类演化特征的磁类加热所致。由此提出了不同类型的磁场在大气中作用高度不同的观点，给出了高层大气反常加热的统计解释。反过来看，如不从磁类的角度出发，很可能对反常加热就没有一个全面的认识。

　　天文学教科书往往会介绍: 太阳大气可以分为光球、色球、过渡区、日冕等层。为什么太阳大气会如此分层？对于这种大众问题，目前还鲜有回答。抚仙湖基地研究人员认为，大气分层与反常加热可能是同一问题，即，反常加热导致了分层；也许，分层是比反常加热更难的难题，因为分层的问题还涉及物质密度在高层大气陡降的解释。抚仙湖基地研究人员从不同类型的磁场在大气中作用高度不同的观点出发，结合磁场从内往外的位形变化和太阳活动事例分析的结果，对分层进行了解释，并提出了高层大气反常加热的可能的统计上主要的加热机制。

　　太阳辐射最高能端是可达约200Gev的γ射线。在太阳上，3种方式可以产生γ射线：耀斑；宇宙线正负电子与太阳光子发生逆康普顿散射，在太阳周围产生γ射线晕；宇宙线质子（和原子核）与太阳大气中的物质发生强子相互作用，在太阳圆面上产生明亮的γ射线。γ射线的产生与磁活动关联，且圆面上的γ射线呈现出一些长期变化的太阳周特征。由此确定：是作用于背景色球的磁类的磁场在抵御宇宙线对太阳的“入侵”中起主要作用。

　　此外，研究人员发现太阳也在“呼吸”起伏：太阳的外形及大气都在规则地小幅度脉动。这种脉动规则很可能是由具有相同规则的磁类作用所致，由此，他们通过比对规则对太阳形状的变化给出了解释。

　　国家天文台的研究人员发现: 太阳大气磁场从不同磁通磁场的长期演化与空间分布看，可以划分为五类。当前的太阳物理研究主要集中在磁活动的事例观测分析与理论解释上。太阳大气是磁的。抚仙湖基地的研究人员从磁类的角度出发，在上述几个方面取得进展，并由此搭建了磁类作用的基本构架；结合日震学研究结果、磁结构的自转特征等，对磁场的内部起源给出了推测。

　　该工作获得了国家自然科学基金项目、云南省高层次人才培养支持计划（云岭学者项目及创新团组项目）、云南省自然科学基金项目的支持。

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