耀斑和日冕物質(zhì)拋射（CME）是太陽(yáng)大氣中兩類(lèi)最劇烈的爆發(fā)現象，是災害性空間天氣的主要驅動(dòng)源。最近，中科院紫金山天文臺“太陽(yáng)活動(dòng)的多波段觀(guān)測”研究團組的科研人員在相關(guān)領(lǐng)域的研究中取得新進(jìn)展。針對2011年6月21日發(fā)生的一個(gè)暗條非徑向爆發(fā)引起的耀斑、CME事件，張擎旻副研究員結合STEREO兩顆衛星(STEREO-A, STEREO-B)在極紫外和白光波段的同時(shí)觀(guān)測以及SOHO衛星搭載的LASCO/C2日冕儀的白光觀(guān)測，把之前獨立提出的改進(jìn)錐模型(revised cone model)運用到CME幾何形態(tài)的三維重構中。結果表明，CME早期經(jīng)歷了快速膨脹（角寬度從54°增加到約130°），同時(shí)CME傳播方向與徑向的夾角從51°減小到18°，代表徑向傳播的趨勢（圖1）。在LASCO/C2視場(chǎng)中，CME的三維真實(shí)傳播速度超過(guò)1100千米每秒，是投影速度的約1.6倍。該工作完整揭示了CME的幾何形態(tài)和傳播特性，相關(guān)成果已發(fā)表在A(yíng)stronomy & Astrophysics (A&A)雜志。

圖1. 2011年6月21日暗條爆發(fā)引起的耀斑軟X射線(xiàn)光變曲線(xiàn)和CME的各個(gè)參數隨時(shí)間的變化。

　　由于磁場(chǎng)位型不同于普通雙帶耀斑，環(huán)形耀斑是太陽(yáng)大氣中一類(lèi)特殊且重要的耀斑。迄今為止，關(guān)于環(huán)形耀斑的統計分析還很少。該團組博士生張嚴杰等人從SDO衛星的觀(guān)測數據中精心選取了134個(gè)環(huán)形耀斑，對這些耀斑及其相關(guān)活動(dòng)（遠端增亮、日冕噴流、微暗條爆發(fā)、III型射電暴和CME）進(jìn)行了全面、詳細的統計研究，揭示了環(huán)形耀斑各物理量（如位置、面積、持續時(shí)間、峰值流量等）的分布（圖2）以及耀斑和其他活動(dòng)的相關(guān)性/發(fā)生比例（圖3）。結果表明，耀斑面積和持續時(shí)間都服從對數正態(tài)分布，軟X射線(xiàn)峰值流量服從冪律分布（冪指數為-1.42）。環(huán)形耀斑中發(fā)生遠端增亮的比例達57%，而發(fā)生CME的比例則只有28%，表明絕大多數環(huán)形耀斑是約束耀斑。該工作加深人們對環(huán)形耀斑的認識，為今后開(kāi)展磁流體力學(xué)數值模擬提供一定的依據。相關(guān)成果已發(fā)表在The Astrophysical Journal Supplement Series (ApJS)雜志，第一作者是博士研究生張嚴杰，通訊作者是張擎旻副研究員。上述兩個(gè)工作為先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺（簡(jiǎn)稱(chēng)ASO-S）做了前期科學(xué)準備，得到了國家自然科學(xué)基金委和中科院空間戰略先導專(zhuān)項的資助。

圖2. 134個(gè)環(huán)形耀斑的位置分布、軟X射線(xiàn)峰值流量分布、面積分布和持續時(shí)間分布。

　　隨著(zhù)第25太陽(yáng)活動(dòng)周峰年的到來(lái)，ASO-S衛星搭載的HXI和LST儀器將觀(guān)測到大量的耀斑和CME。結合多顆衛星的立體觀(guān)測數據將有助于研究CME的三維形態(tài)以及在日地空間的完整傳播，為更準確的空間天氣預報提供有力支撐。

圖3. 134個(gè)環(huán)形耀斑中，CME、微暗條爆發(fā)、射電III型暴、日冕噴流和遠端增亮的發(fā)生比例。

　　論文1鏈接：https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/04/aa42942-21/aa42942-21.html

　　論文2鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ac5f4c