日冕物質拋射(簡稱CME)是太陽外層大氣中劇烈的能量釋放過程之一,通常由日珥爆發驅動。從日面中心附近出發且朝向地球傳播的CME稱為暈狀CME,可能引起災害性空間天氣。傳統的“冰激凌”錐模型(cone model)在CME的幾何形態和運動學演化研究中取得較大成果,但不適用於非徑向傳播的CME。
近期,中國科學院紫金山天文臺研究人員對傳統錐模型加以改進,認為錐的頂點位於爆發源區而不是太陽中心。模型中,四個幾何引數由錐軸向偏離局地徑向的兩個角度(θ1, φ1)、錐的長度(r)和角寬度(ω1)決定(圖1)。隨後,研究人員把該模型運用到兩個非徑向日珥爆發驅動的CME中。兩個事件同時被美國太陽動力學天文臺(SDO)和日地關係天文臺(STEREO-A)的極紫外望遠鏡從不同角度觀測到,因此可以較好地對改進錐模型的四個引數進行約束。結合模型和多視角觀測,研究人員對兩個CME早期三維幾何形態和運動學演化開展了研究(圖2)。該方法有望運用到地面和空間望遠鏡對CME的立體觀測中,為空間天氣預報提供理論基礎,併為ASO-S衛星資料分析做科學準備。
相關研究成果以快訊方式發表在Astronomy and Astrophysics上。研究工作得到國家自然科學基金重大專案、面上專案和中科院戰略性先導科技專項的支援。
圖2.2011年8月11日SDO衛星(左列)和STEREO-A衛星(中列)對非徑向爆發CME的同時觀測,併疊加了錐的投影(洋紅色)。右列展示從太陽北極的俯檢視
來源:中國科學院紫金山天文臺