日珥是延伸出太陽表面的大型結(jié)構(gòu)，猶如日面的“耳環(huán)”一樣，常表現(xiàn)為根植于光球的炫目的環(huán)形（紫外波段觀測，見圖1左）。實際上它們比太陽面的亮度要暗弱得多，所以在日面上觀測到的日珥被稱作暗條（見圖1右）。它們是由懸掛于高溫稀薄的日冕中的高密低溫片狀物質(zhì)組成的。日珥的密度通常都會比周圍日冕密度高出上百倍。為什么這么重的冷物質(zhì)能夠懸掛于太陽高層大氣中而不墜落呢？人們普遍認(rèn)為日冕中的磁場起到了關(guān)鍵的支持作用，然而日冕磁場非常難以直接測量，因此科學(xué)家通常只能求助于數(shù)值模型來推測了解支撐日珥的磁場。

　　近日，中科院國家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國家重點實驗室的江朝偉博士、馮學(xué)尚研究員利用自主研發(fā)的日冕磁場外推技術(shù)CESE-MHD-NLFFF，首次重構(gòu)出支撐一個大尺度寧靜暗條的磁場結(jié)構(gòu)（圖2）。該外推技術(shù)僅利用SDO衛(wèi)星在光球面上觀測的矢量磁圖數(shù)據(jù)，能夠計算出太陽高層大氣中三維磁場的連續(xù)分布。分析得到的磁場數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該日冕中存在由一組相互纏繞的磁力線組成的大尺度磁通量繩結(jié)構(gòu)（簡稱磁繩），該磁繩最高能達(dá)到離光球面兩萬公里以上（圖2）。由于磁力線的紐纏，在特定的地點，磁場會出現(xiàn)下凹的情況（稱作磁凹陷）。這些磁凹陷能夠提供向上的磁張力，從而可以克服太陽引力，支撐重的暗條物質(zhì)。通常，含有暗條物質(zhì)的所有這些磁凹陷會形成一個連續(xù)的薄片，這也就是觀測到的暗條結(jié)構(gòu)。對比觀測發(fā)現(xiàn)，這些磁凹陷組成的空間結(jié)構(gòu)和暗條觀測完美一致（圖3）。由于該磁繩的紐纏度比較弱，并且被其上方的閉合磁拱牢固束縛著，該暗條才能處于穩(wěn)定狀態(tài)。

　　觀測統(tǒng)計表明絕大部分的暗條最終都會爆發(fā)，并形成日冕物質(zhì)拋射，是導(dǎo)致空間天氣事件的主要驅(qū)動原因。因此重構(gòu)出支撐暗條的三維日冕磁場可以為分析暗條的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性以及爆發(fā)性提供基礎(chǔ)，對空間天氣的預(yù)報具有重要意義。

　　該項研究成果發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《天體物理快報》(ApJL)786, L16。

　　相關(guān)鏈接：http://iopscience.iop.org/2041-8205/786/2/L16 

　　（供稿：天氣室）

圖1: 左：正在爆發(fā)的日珥；右：日面上觀測的暗條。

圖2: 左：SDO/AIA-171觀測到的冕環(huán)和反S形的暗條；右：重構(gòu)的日冕磁場，其中含有紐纏的磁繩結(jié)構(gòu)（彩色線條）。

圖3: BBSO/Hα 觀測的暗條結(jié)構(gòu)與計算得到磁凹陷的對比。