太阳爆发活动三维复杂磁结构研究

摘要

剧烈的太阳爆发活动,如耀斑和日冕物质抛射等,是地球与行星空间天气变化的主要驱动源.因此理解太阳爆发机理、进而预测太阳爆发是实现空间天气准确定量预报的重要前提.太阳爆发的根源在于日冕磁场的复杂结构和演化.研究太阳爆发活动相关的日冕磁场,关键在于获得日冕三维磁场的数据,从而基于磁场进行深入分析.由于太阳日冕磁场难以直接测量,人们主要基于光球磁图,采用一定的物理模型,并通过数值方法来求解,从而对三维日冕磁场进行静态重建和动态模拟.近年来人们在太阳爆发三维复杂磁结构研究方面取得一系列重要进展,包括发展新的日冕磁场外推方法、开发由时序矢量磁图数据驱动的磁流体日冕演化模式,这些新方法在刻画日冕复杂磁场形成与演化、揭示爆发物理机制方面发挥了巨大的优势:例如能够完整追溯日冕磁通量绳的产生历程、分析光球运动对其形成的具体作用、诊断其不稳定性,并真实再现其爆发的三维磁场演化.通过结合观测和模拟对磁拓扑和演化的深入分析,显著拓展了我们对日冕三维磁场复杂性的认识,并将不断刷新我们对太阳爆发机制的理解.