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李波教授团队联合国际科研团队发表关于日冕快腊肠波的综述文章

发布日期:2021年01月04日 17:43 浏览次数:

本站讯 近日,空间科学研究院李波教授团队联合英国Northumbria大学、俄罗斯科学院日地物理研究所、比利时鲁汶大学、伊朗Tafresh大学等国际高校和科研机构,合作完成的《Magnetohydrodynamic Fast Sausage Waves in the Solar Corona》在国际期刊Space Science Reviews上发表。该综述是由李波担任客座编辑的“Oscillatory Processes in Solar and Stellar Coronae”特辑的重要组成。该项目得到了国家自然科学基金委、英国STFC、俄罗斯budgetary funding of Basic Research program、欧洲研究理事会(ERC)、鲁汶大学等的资助。

快腊肠模是日冕磁柱所支持的轴对称扰动,以磁柱的“呼吸”式运动为典型表征。就扰动的空间分布而言,快腊肠模看似极其简单,然而其复杂的色散行为使其在冕震学中具有重要地位。事实上,在1980年代“冕震学”作为术语而得以提出的过程中,快腊肠模起了核心作用,而这一作用与内外分段均匀的经典平衡位型中快腊肠模的两个色散特征密切相关:一是仅当轴向波数超过某临界值时,快腊肠模才能有效束缚在磁结构中。二是快腊肠束缚模的轴向群速度对频率的依赖是非单调的。忽略数学细节,这两个色散特征的后果是,无论对快腊肠驻波还是色散腊肠波列,其特征时标都在横向Alfven时间量级。这使得快腊肠模成为准周期在秒至十数秒的耀斑准周期脉动的主流解释机制。反过来说,基于这一物理理解,这类准周期脉动的测量也可以用来诊断耀斑释能区磁场场强等重要物理参数。

在过去的20年间,冕震学有了长足的发展,快腊肠模的研究也是如此,因而系统梳理快腊肠模研究的进展就有其必要性,但相关综述论文只是在近期才由空间科学研究院李波、郭明哲与合作者给出。该综述以快腊肠模的色散特性为抓手,总结出经典平衡位型中快腊肠模色散特征列表,从而指出近10年来这些经典色散特性已有了较系统的数学与物理理解,并已付诸较为系统的冕震学实践。进而,通过梳理近期理论研究成果,该综述特别关注了对经典平衡位型的偏离所导致的定性不同的色散特征及其冕震学应用。特别地,快腊肠模的特征时标未必局限在横向Alfven时间,这显著拓宽了快腊肠模在耀斑准周期脉动以及其它准周期观测信号物理理解中的应用。该综述还总结了快腊肠模的近期正演研究成果,强调了快腊肠模所伴随的磁流体力学量的扰动往往需要借助合理的正演才能获得准确的观测特征。此外,该综述还详述了日冕快腊肠模研究的短板,由此特别指出了快腊肠模激发机制、快腊肠模与耀斑准周期脉动的物理关联这两个亟需投入研究资源的方向。

空间科学研究院李波团队自建立起,在日冕快腊肠模研究方面多有投入,对快腊肠模经典色散特性成因的物理解释、快腊肠波列定量反演方案构建、快腊肠模极紫外观测判据体系构造等方面作出了贡献,已在重要天文期刊Astrophysical JournalAstronomy & AstrophysicsSolar Physics上发表论文20余篇,成果获得较广泛关注,曾被发表于天体物理领域最重要综述期刊Annual Review of Astronomy & Astrophysics上的综述论文以及近期剑桥大学出版社出版的由冕震学方向奠基人所撰写的教科书多篇次引用。由于相关积累,李波多次成为国际空间科学研究所-北京(ISSI-BJ)择优资助的国际团队成员,并曾共同召集2019ISSI-BJ择优资助的国际研讨会,曾担任重要天文期刊Space Science Reviews以及Solar Physics特辑的客座编辑。

原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-020-00761-z

作者:黄正化   来自:空间科学与物理学院     责任编辑:姜强