極尖區(qū)在太陽風(fēng)-磁層-電離層的物質(zhì)傳輸和能量耦合過程中發(fā)揮著重要作用，其位形變化是地磁場對(duì)太陽風(fēng)條件變化的宏觀響應(yīng)之一。近年來，X射線成像技術(shù)取得了新的進(jìn)展，太陽風(fēng)磁層全景成像衛(wèi)星計(jì)劃（SMILE）有望利用這一技術(shù)對(duì)極尖區(qū)的大尺度特征進(jìn)行成像探測，如圖1的模擬結(jié)果所示。圖1(b)為磁層系統(tǒng)X射線輻射率分布圖，白色大橢圓為SMILE的備選軌道，圖1(a)為在A點(diǎn)對(duì)磁層進(jìn)行X射線成像的模擬結(jié)果，圖1(c)為極尖區(qū)三維結(jié)構(gòu)及衛(wèi)星觀測點(diǎn)處極尖區(qū)邊界的切線方向示意圖。由于X射線成像圖是三維結(jié)構(gòu)沿視線方向積分的二維呈現(xiàn)，從X射線成像圖中提取三維極尖區(qū)的位形信息是一個(gè)重要且具有挑戰(zhàn)性的研究方向。 

　　空間中心空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王赤院士團(tuán)隊(duì)的孫天然研究員等人基于全球MHD模型模擬得到了X射線成像圖，通過對(duì)極尖區(qū)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行分析得出如下結(jié)論：1. 三維極尖區(qū)邊界的切線方向可以由X射線成像圖上輻射強(qiáng)度的局域標(biāo)準(zhǔn)差突增點(diǎn)獲得（反演得到的邊界切線方向如圖2所示）； 2.由于缺少X射線信號(hào)沿著視線方向的分布信息，在無任何假設(shè)的情況下提取出三維極尖區(qū)中心線存在困難。在行星際磁場By為0或取較小值的特殊情況下，極尖區(qū)中心線位于午夜子午線平面上，則可通過X射線成像結(jié)果重構(gòu)出極尖區(qū)中心線的位置，X射線強(qiáng)度的峰值點(diǎn)與三維極尖區(qū)中心的切線方向相對(duì)應(yīng)（如圖3所示）?；?span style="font-size: 12pt">MHD模型，我們在不同的視線角度和太陽風(fēng)條件對(duì)X射線圖像進(jìn)行分析，給出了極尖區(qū)在不同太陽風(fēng)條件下的大尺度位形變化特征。 

　　文章發(fā)表于空間物理學(xué)權(quán)威雜志Journal of Geophysical Research。 

　　Sun, T., Wang, X., & Wang, C. (2021). Tangent directions of the cusp boundary derived from the simulated soft X-ray image. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 

　　126, e2020JA028314. https://doi.org/10.1029/2020JA028314 

圖1 X射線成像模擬圖（a）；X射線輻射率分布圖及SMILE備選軌道（b）；極尖區(qū)邊界及其切線方向示意圖（c） 

圖2 在不同太陽風(fēng)等離子體數(shù)密度和行星際磁場條件下、不同衛(wèi)星觀測位置情況下的極尖區(qū)邊界。紅色叉號(hào)是由X射線成像圖確定的極尖區(qū)邊界，白色叉號(hào)是數(shù)值模擬中的極尖區(qū)邊界“真值” 

圖3 在IMF by=0 條件下由X射線成像圖反演得到的不同太陽風(fēng)條件下的極尖區(qū)中心位置。 

　　（供稿：天氣室）