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云南天文台在日冕物质抛射的角宽度研究方面获

近日,中国科学院云南天文台邓林华研究员(共同通讯作者)和广州大学国家天文科学数据中心大湾区分中心邓辉教授、王锋教授(共同通讯作者)、李霞等人在日冕物质抛射的角宽度分布领域取得新进展。该项研究通过揭示不同角宽度的日冕物质抛射具有的不同准周期,为太阳和空间物理学家建立日地关系的因果链、提高空间天气预报的准确率提供了新的线索。这一成果以“Quasiperiodic Variations of Coronal Mass Ejections with Different Angular Widths”为题发表在国际天文学杂志《天体物理学期刊增刊》(The Astrophysical Journal Supplement Series)上。

日冕物质抛射(CMEs)是太阳上大尺度的等离子体和磁场的爆发,是灾害性空间天气的主要源头,引起了许多中度到强烈的地磁暴。通过利用太阳日球天文台(SOHO)上的大视角分光日冕仪(LASCO)的观测数据,对CMEs的发生率、质量、速度进行了准周期性研究。这些周期里普遍存在大约4.3-7.2月的Rieger型周期和2年左右的准双年振荡( QBOs)。除此之外,也存在一些周期差异,这可能是由于所使用的数据目录、数据时间以及周期分析技术不同导致的。

由于CMEs的角宽度在决定CMEs和相应的冲击是否会到达地球起重要作用,并且不同角宽度的CMEs在地磁效应方面存在明显的差异,为了进一步揭示不同角宽度CMEs的准周期行为,团队基于SOHO/LASCO的CDAW目录提供的CMEs数据,利用频率和时频分析方法,系统地分析了第23和第24活动周中不同角宽度的CMEs发生率所对应的准周期性变化。研究发现,对于不同角宽度的CMEs,确实存在不同的周期:9个月、1.7年、3.3-4.3年,而这种周期差异的行为反映了不同角宽度CMEs之间的差异。此外,与前人研究结果对比,研究人员得到了一些相同的周期,但只在特定的太阳半球或太阳活动周内发现一些新周期。这些新周期的出现也可能与研究人员使用角宽度来对CMEs进行分类有关。研究表明CMEs的准周期性还在太阳耀斑、太阳风、行星际磁场和地磁活动中存在。因此,CME的准周期性变化应该是日冕磁活动、太阳耀斑爆发以及行星际空间的振荡特性之间的一个纽带。

该项工作得到了国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”西部青年学者和云南省“兴滇英才计划”等项目的资助。

 

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图1:由SOHO/LASCO的CDAW目录导出的CMEs日发生率。从上到下分别是不同角宽度的CMEs(所有/晕状/部分晕状/正常/狭窄CMEs)

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