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云南天文臺在太陽黑子衰退研究的新進展

2021.7.16

　　中國科學院云南天文臺撫仙湖太陽觀測和研究基地與云南大學物理與天文學院合作，首次對α型太陽黑子的衰變過程開展統計研究，相關研究成果發表在《天體物理學報》（The Astrophysical Journal）上。

　　太陽黑子是太陽表面的局部強磁場區，黑子和黑子群衰退過程也是太陽大氣局部磁場的演化過程之一。有研究表明，黑子衰退與耀斑活動密切相關，通過研究爆發活動中黑子衰退過程，可以更深刻地理解太陽爆發活動的本質。已有對黑子衰退的統計研究集中在對多個太陽活動周黑子群面積和磁通量的衰減速率的分析，而對同一種類型黑子衰退過程的統計研究幾乎沒有。

　　為更好地了解不同類型太陽黑子的衰變過程，科研人員利用太陽動力學天文臺上日震和磁成像儀（SDO/HMI）在2014年至2020年期間的觀測數據，遴選出8個典型的α型太陽黑子，研究它們在4天內的衰變過程，并對其光球面積和磁場參數的演化開展分析研究（圖1）。研究發現，α型太陽黑子的面積和總磁通量在其衰變過程中呈近線性減小。同一個太陽黑子的面積衰減率不恒定。太陽黑子的面積衰減可分為緩慢衰減和快速衰減兩個階段。根據太陽黑子本影和本影面積衰退速率的差異，可以將α型太陽黑子的衰退分為三種類型，包括黑子半影和本影同步衰退，黑子半影先衰退，以及黑子本影先衰退。此外，研究還發現黑子半影的通量衰退滯后于半影面積的衰退，表明在黑子衰退前期，黑子半影的垂直磁場顯著增加。上述結果為太陽發電機理論研究提供了觀測依據。

　　研究工作得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、云南省重點科學基金項目、云南省杰出青年科學基金的支持。