［本站讯］近日，山东大学空间科学攀登团队太阳爆发与射电技术课题组在太阳大气波动研究方面取得新进展，成果以“Why‘solar tsunamis’rarely leave their imprints in the chromosphere”为题发表在美国天文学会学术期刊《天体物理学研究快报》（The Astrophysical Journal Letters）。课题组郑瑞生教授为第一作者和通讯作者，合作者包括课题组陈耀教授等，以及南京大学陈鹏飞教授、北京大学田晖教授、英国谢菲尔德大学Robertus Erdélyi教授等。
图1 STEREO双视角观测到发生于2009年2月13日“日冕海啸”。（图源：Patsourakos & Vourlidas , ApJL, 2009）
作为灾害性空间天气的主要源头，太阳爆发活动经常会扰动太阳大气而产生日冕波动，基于空间卫星可在极紫外（EUV）波段很好地观测，因而常被称为EUV波。日冕EUV波，与发生于地球之上的海啸形似，故也被称为“太阳海啸”（如图1所示）。此类现象携带着爆发物理过程及其传播介质——太阳大气的物理信息，因而相关研究对揭示爆发活动机理、进一步发展冕震学和空间天气预报预警研究均具有重要价值。
图2 美国国家太阳天文台（NSO）的光学太阳巡视网（OSPAN）望远镜观测到的发生于2006年12月6日的“色球海啸”。（图源：NSO和美国海军研究实验室）
目前，已经观测到上千例日冕EUV波事件。根据理论预期，EUV波不仅可以向外冕传播，也会朝向太阳传播并可压缩色球，从而引发“色球海啸”，即一种名为“莫尔顿波”的现象（如图2所示）。“莫尔顿波”是在1960年被美国太阳物理学家Moreton发现的。自发现以来，仅观测到数十个莫尔顿波事件，与大量存在的日冕EUV波现象在数量上形成鲜明“对比”。是什么原因造成如此巨大的数量差异？或者说莫尔顿波如此罕见的原因是什么？这是太阳物理学领域的一个未解之谜。
为了揭开色球莫尔顿波罕见之谜，查阅了2010年以来的所有日冕EUV波及相应的色球莫尔顿波事件，从中挑选出可被太阳动力学天文台（SDO）和日地关系天文台（STEREO）双视角同时观测到的事例，寻找可能解决该谜题的“蛛丝马迹”。我们发现，对于伴有莫尔顿波的EUV波，在其波前底部均存在一段锐利且明亮的区域，而且在源自日冕与色球中间区域即所谓过渡区的304埃谱线上也存在类似波动响应；更令人惊讶的是，这类事件都是由倾斜爆发引起的。
图3 对比倾斜爆发与径向爆发，揭示成功激发色球莫尔顿波的关键因素
通过仔细分析EUV波锐利波前区域的光变曲线、微分辐射测量、爆发倾斜情况，对比径向而非倾斜爆发事件相应的多波段低层大气响应，提出日冕EUV波可成功激发色球莫尔顿波的关键因素，或许是最为重要的因素之一，是爆发的高度倾斜位形。倾斜角度应高达~70度。高度倾斜可导致EUV波波前“更”强烈压缩太阳低层大气从而激发莫尔顿波（如图3所示）！换句话说，解开色球莫尔顿波罕见之谜的关键线索很可能就在爆发的高度倾斜位形之上。
该研究为回答色球莫尔顿波罕见之谜提供了关键线索，对全面理解“太阳海啸”的激发机制和立体传播有着重要意义。
近年来，空间科学攀登团队太阳爆发与射电技术课题组响应国家系列“空间探日”任务需求，围绕国内首批太阳观测空间卫星——中国氢阿尔法太阳探测卫星（羲和号）和先进天基太阳天文台（夸父一号）的科学目标，在太阳爆发的物理机制、太阳高能粒子加速和射电爆发等方面取得了一系列研究成果。近十年来，郑瑞生教授针对太阳大气波动的观测特征、起源和驱动机制等关键科学问题开展了系统深入研究，在国际上最早开始关注小尺度EUV波性质，也是最早开展日冕EUV波与弱爆发活动之间关系的研究人员，已在Astrophysical Journal Letters，Astrophysical Journal，Astronomy & Astrophysics等国际天文期刊先后发表系列学术论文。
本研究得到了国家自然科学基金和山东大学齐鲁青年学者基金等项目的资助。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acd0ac
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