“羲和号”绘制出国际首个太阳大气自转的三维图像

由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的我国首颗探日卫星“羲和号”自入轨至今获取了大量宝贵的观测数据，助力国内外相关团队开展科学研究。南京大学与中国科学院云南天文台、集团公司八院的科研人员通过分析“羲和号”的观测数据，精确绘制出国际首个太阳大气自转的三维图像。相关论文于今年6月13日发表在国际学术期刊《自然·天文学》上。

据介绍，恒星是一个巨大的等离子体球体，它的自转不是刚性的，不同部位的自转存在差异性。作为离地球最近的恒星，太阳是研究恒星自转的重要标本。太阳从内到外可分为核心区、辐射区、对流区和大气层。经过几十年的研究，科学界已基本探明太阳自转的两个重要规律：一是从辐射区到更外层的对流区，自转速度存在明显变化；二是自转速度从赤道向两极递减。但对于太阳表面的大气层，其自转有何规律，至今尚无明确结论。

此次南京大学“羲和号”团队利用卫星采集到的多谱线、全日面、高精度的观测数据，对太阳大气层自转规律有了较为精确的认识。

“羲和号”实现了国际首次空间太阳Hα波段光谱扫描成像，同时获取了太阳Hα谱线、SiⅠ谱线和FeⅠ谱线的精细结构。运用反演的方法，团队推导出太阳大气不同层次的多普勒速度场，相当于给整个太阳大气做了一次全方位扫描。由此，团队得到了国际首个太阳大气多层次多普勒速度图。

分析结果显示，太阳大气各个层次的自转速度都呈现出从赤道向两极递减的规律。而且，越靠近太阳外层，大气的自转速度越快。这是由无处不在的小尺度磁场结构与太阳大气“磁冻结”效应造成的。

太阳外层大气较快的自转速度，意味着太阳风损失的角动量不容小觑，这对太阳自转起到了“刹车”的作用，随着太阳年龄增大，其自转速度会逐渐减慢。

“羲和号”科学总顾问、中国科学院院士方成介绍，“羲和号”2021年发射升空，至今仍在轨稳定运行，相关观测数据由南京大学太阳科学数据中心向全球开放共享，已有法、德、美、日等10余个国家的太阳物理研究学者应用。

（陈席元）