太阳表面看似宁静的区域同样遍布磁场。超米粒边界处的网络磁元把较强磁通集中在很小范围内,并可能连接光球、色球层和更高大气。理论预期这些磁束会随着高度上升而向外扩张,但要在真实观测中恢复其横向方向和随高度变化的三维结构非常困难。
研究使用Sunrise III高空气球太阳观测站搭载的色球层红外分光偏振仪SCIP。仪器同时记录多条铁、钾和钙谱线的完整斯托克斯偏振信息,让研究人员可以把光球、上层光球和色球层的磁场诊断放在同一组高空间分辨率数据中比较。
分析对象是2024年7月11日在太阳盘面中心附近观测的一处宁静太阳网络磁元。多谱线反演显示,磁场在核心处最强且更接近垂直方向;随着高度增加以及位置远离核心,磁场逐渐倾斜。网络边界附近的横向磁场增强,构成环绕核心的狭窄偏振脊。
更关键的是,反演得到的磁方位角以核心为中心呈大体径向排列,符合磁束向上和向外展开形成磁冠的几何图景。团队还直接从铁和钾谱线的线偏振构造方位角代理量,得到同样的大尺度排列,说明这一组织不是反演程序强加给数据的结构。
响应函数与基于MURaM辐射磁流体模拟的正向合成表明,8468埃中性铁谱线能在上层光球对磁方位角保持较强敏感性。不同高度诊断之间没有显示出强烈的方位角剪切,但研究人员在网络边界发现了局部反极性斑块和复杂的多叶斯托克斯V轮廓。
其中一个位置在光球铁谱线与色球层钙谱线之间出现视线方向磁场极性反转。论文认为观测与磁场方向随高度真实改变相容,也指出这种结构原则上可能与磁重联位置有关;不过,研究没有把单一极性反转直接宣布为已经观测到的能量释放事件。
结论来自一个被详细分析的宁静太阳网络磁元,因此不能直接推广为所有宁静太阳区域都具有完全相同的冠状结构。它所提供的是一组直接约束:垂直核心、边界横向磁场、径向方位组织和小尺度混合极性能够在同一区域共存,并可能影响低层太阳大气中的能量输运。
继续阅读原始论文或任务机构资料
本文依据所列原始论文或任务机构发布改写,不加入原始来源未提供的推断;预印本和会议结果按证据状态保留限制。
打开 The Astrophysical Journal Letters / Sunrise III ↗