我科学家找到破解日冕磁场测量难题新途径

“磁场对于太阳具有极其重要的意义，然而迄今为止，我们对太阳磁场的常规测量仅局限在光球层。”田晖介绍，光球之上的太阳大气，尤其是最外层的日冕，其中的磁场仍难以测量，这也极大制约了太阳物理学科的发展。对此，太阳物理学者通常只能在一些假设下，通过模型重构日冕磁场。但这些模型假设对于日冕中的有些区域不一定成立，而且不同模型重构得到的磁场结构经常不一样。另一方面，他们也一直在寻找其他能够用来测量日冕磁场的方法，如射电观测方法、磁震学方法等。其中磁震学方法是基于日冕波动的观测来推断磁场的信息。过去，该方法主要用于日冕局部区域中的一些偶发的波动现象，对我们理解日冕磁场作用有限。

田晖告诉记者，要打破这个瓶颈，对更大区域内的磁场及其演化进行测量，需要将磁震学方法应用到更加普遍的波动现象上。2007年，利用美国国家大气研究中心下属高山天文台的日冕多通道偏振仪（CoMP），人们发现日冕中几乎处处都存在传播磁流体横波。

CoMP是一台具有成像光谱观测能力和偏振测量能力的地面日冕仪。其望远镜口径为20cm，可用Fe 1074.7nm和1079.8nm两条近红外谱线对日冕进行观测，观测视场约为1.05到1.35个太阳半径。田晖团队与CoMP团队合作，提出基于日冕中普遍存在的磁流体横波来测量日冕磁场的新思路。他们将过去局限于部分区域的波动追踪方法拓展到整个视场范围，从而获得这些波动传播速度的全球性分布。之后，他们利用1074.7nm和1079.8nm谱线辐射强度之比对密度敏感的特性，得到了日冕等离子体密度的全球性分布。最终，在波动追踪和密度诊断的基础上，他们首次基于日冕观测获得了日冕磁场的全球性分布。

这一研究成果实现了用磁震学方法测量日冕磁场从点、线到面的飞跃，填补了太阳磁场测量的空缺。