本站讯 近日,山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登计划创新团队在太阳大气波动研究方面取得系列进展,相关成果以三篇系列论文的形式发表在美国天文学会期刊《天体物理学研究快报》及《天体物理学杂志》。
太阳爆发可引起太阳大气及其结构的剧烈扰动,激发波动现象,如常在极紫外(EUV)波段观测到的日冕EUV波,因其传播特征与海啸形似,故也被称为“太阳海啸”。根据理论模型,EUV波会传向太阳表面并压缩色球,从而引发色球莫尔顿波。自太阳动力学天文台(SDO)发射以来,累计观测到成百上千例日冕EUV波,然而,却仅观测到数十例色球莫尔顿波。色球莫尔顿波为何如此罕见,是太阳物理学研究的一个长期存在的谜题。空间科学攀登团队郑瑞生、陈耀、钟泽等先后利用SDO、日地关系天文台(STEREO)、“羲和号”卫星等数据开展了系列研究,为揭开色球莫尔顿波罕见之谜提供了重要线索。

图1:对比倾斜爆发与径向爆发,揭示成功激发色球莫尔顿波的关键因素
团队成员主要基于SDO和STEREO数据提出太阳爆发的高度倾斜位形很可能是解开色球莫尔顿波罕见之谜的关键线索(图1),成果以“Why ‘solar tsunamis’ rarely leave their imprints in the chromosphere”为题发表在美国天文学会学术期刊《天体物理学研究快报》。论文第一作者和通讯作者均为空间科学与技术学院郑瑞生教授。

图2:两类产生色球莫尔顿波事件的源区磁场结构,它们均展现了爆发源区上方具有倾斜的磁场位型
团队成员基于“羲和号”卫星、全球振荡网络组Hα及SDO磁场数据,系统分析了SDO观测到的所有X/M级耀斑伴随的莫尔顿波事件, 将莫尔顿波样本数从10余例扩展至66例。发现超过80%的莫尔顿波发生于活动区边缘,且爆发呈非径向传播,该结果支持爆发源区倾斜磁场结构是莫尔顿波产生的关键(图2)。该成果以“The Magnetic Origin of the Mystery of Rare Hα Moreton Waves”为题近日发表于美国天文学会《天体物理学杂志》。前沿交叉科学青岛研究院空间天文物理融合中心博士后钟泽为论文第一作者,空间科学与技术学院陈耀教授为通讯作者。
团队成员统计了600余个日冕EUV波事件,分析了这些事件的过渡区(日冕与色球间的夹层)的响应。通过统计分析过渡区响应的波速、波前角宽度、持续时间和波前强度增强比等特征,发现所有与莫尔顿波相关的过渡区响应事件,均表现出较大的倾斜角度(>50°)和更强的波前增强比(>30%),支持了倾斜爆发是产生色球莫尔顿波的关键因素这一观点。该成果以“Study on the responses in transition region of coronal extreme ultraviolet waves”为题在美国天文学会《天体物理学杂志》发表。空间科学与技术学院硕士研究生王晓倩为论文第一作者,郑瑞生教授为通讯作者。
上述成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省泰山学者青年专家项目和中国博士后科学基金会的资助
文章作者与链接如下:
1. Zheng, R.*, Liu, Y., Liu, W., et al. 2023, ApJL, 949, L8. https://doi.org/10.3847/2041-8213/acd0ac
2. Zhong, Z., Chen, Y.*, Ni, Y. W., et al. 2025, ApJ, 980, 42. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ada387
3. Wang, X., Zheng, R.*, Liu. Y., et al. 2025, ApJ, 980, 254. https://doi.org/10.3847/1538-4357/adb035