云南天文台在太阳过渡区的整体自转领域取得新进展
近日,中国科学院云南天文台博士研究生张小娟与邓林华研究员在太阳过渡区的整体自转领域获得了新的进展,研究结果对于全面理解太阳高层大气的自转模式以及对太阳风源区和加速过程具有重要启示。这一题为“Temporal Variation of the Rotation in the Solar Transition Region”的成果发表在2023年7月出版的《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)杂志上。
太阳过渡区是位于色球和日冕之间的区域,在太阳风形成和日冕加热过程中扮演着相当重要的角色。经过几十年的研究,太阳和空间物理学家已经认识到过渡区不是一个静态的分层结构,而是一个磁场和等离子体结构非常不均匀的动态区域。作为太阳和空间物理学科一个长期未解决的前沿课题,太阳风的加速机制以及太阳风源区——过渡区的研究具有重要的科学意义。
自转在太阳磁场的产生和演化过程中至关重要,也在类太阳恒星的研究中占据重要位置,通常来讲,太阳大气的自转可以通过三种途径来研究:示踪物法、光谱测量法和通量调制法。对于太阳内部自转而言,日震学是经典的探测手段。过去人们对太阳表面大气的自转研究大多是针对光球,色球和日冕,而极少研究过渡区的较差自转和整体自转。基于起源于太阳低过渡区的Lyα谱线从1947年到2022年的合成辐射数据,张小娟等人细致研究了低过渡区的自转周期、趋势变化及与太阳周的关系。
研究发现太阳过渡区的恒星自转周期的变化范围从19.25天到31.25天,平均值25.45天。过渡区自转周期的较大尺度变化范围在光球和日冕中也有类似表现,例如光球自转的周期范围从21.0天到30.3天,日冕自转的周期范围是从19.0天到29.5天。进一步的研究表明,过渡区的整体自转呈现出一个周期持续下降(速率持续变快)的趋势,导致该现象的两个可能原因是太阳全局磁场的减弱和日球环境压力的持续降低。
该成果受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、云南省杰出青年基金项目、中国科学院“西部之光”西部青年学者、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才和云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室的支持。
论文链接:https://doi.org/10.3847/2041-8213/acd9a3
太阳过渡区的整体自转周期从1947年到2022年的趋势变化
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