從北京大學(xué)獲悉，北大地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、中國(guó)科學(xué)院太陽(yáng)活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任田暉等人在日冕磁場(chǎng)測(cè)量方面取得重要進(jìn)展，首次測(cè)量到太陽(yáng)日冕磁場(chǎng)的全球性分布，為日冕磁場(chǎng)測(cè)量這一世紀(jì)難題的解決提供了一個(gè)新的有效途徑，從而向?qū)崿F(xiàn)日冕磁場(chǎng)常規(guī)測(cè)量的最終目標(biāo)邁進(jìn)了一大步。兩篇相關(guān)論文近日分別發(fā)表在《科學(xué)》和《中國(guó)科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》上。

“磁場(chǎng)對(duì)于太陽(yáng)具有極其重要的意義，然而迄今為止，我們對(duì)太陽(yáng)磁場(chǎng)的常規(guī)測(cè)量?jī)H局限在光球?qū)印?rdquo;田暉介紹，光球之上的太陽(yáng)大氣，尤其是最外層的日冕，其中的磁場(chǎng)仍難以測(cè)量，這也極大制約了太陽(yáng)物理學(xué)科的發(fā)展。對(duì)此，太陽(yáng)物理學(xué)者通常只能在一些假設(shè)下，通過(guò)模型重構(gòu)日冕磁場(chǎng)。但這些模型假設(shè)對(duì)于日冕中的有些區(qū)域不一定成立，而且不同模型重構(gòu)得到的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)經(jīng)常不一樣。另一方面，他們也一直在尋找其他能夠用來(lái)測(cè)量日冕磁場(chǎng)的方法，如射電觀測(cè)方法、磁震學(xué)方法等。其中磁震學(xué)方法是基于日冕波動(dòng)的觀測(cè)來(lái)推斷磁場(chǎng)的信息。過(guò)去，該方法主要用于日冕局部區(qū)域中的一些偶發(fā)的波動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)我們理解日冕磁場(chǎng)作用有限。

田暉告訴記者，要打破這個(gè)瓶頸，對(duì)更大區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)及其演化進(jìn)行測(cè)量，需要將磁震學(xué)方法應(yīng)用到更加普遍的波動(dòng)現(xiàn)象上。2007年，利用美國(guó)國(guó)家大氣研究中心下屬高山天文臺(tái)的日冕多通道偏振儀(CoMP)，人們發(fā)現(xiàn)日冕中幾乎處處都存在傳播磁流體橫波。

CoMP是一臺(tái)具有成像光譜觀測(cè)能力和偏振測(cè)量能力的地面日冕儀。其望遠(yuǎn)鏡口徑為20cm，可用Fe 1074.7nm和1079.8nm兩條近紅外譜線對(duì)日冕進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)視場(chǎng)約為1.05到1.35個(gè)太陽(yáng)半徑。田暉團(tuán)隊(duì)與CoMP團(tuán)隊(duì)合作，提出基于日冕中普遍存在的磁流體橫波來(lái)測(cè)量日冕磁場(chǎng)的新思路。他們將過(guò)去局限于部分區(qū)域的波動(dòng)追蹤方法拓展到整個(gè)視場(chǎng)范圍，從而獲得這些波動(dòng)傳播速度的全球性分布。之后，他們利用1074.7nm和1079.8nm譜線輻射強(qiáng)度之比對(duì)密度敏感的特性，得到了日冕等離子體密度的全球性分布。最終，在波動(dòng)追蹤和密度診斷的基礎(chǔ)上，他們首次基于日冕觀測(cè)獲得了日冕磁場(chǎng)的全球性分布。

這一研究成果實(shí)現(xiàn)了用磁震學(xué)方法測(cè)量日冕磁場(chǎng)從點(diǎn)、線到面的飛躍，填補(bǔ)了太陽(yáng)磁場(chǎng)測(cè)量的空缺。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家