帕克太阳探针（PSP）抵近太阳发现原初太阳风中时常出现速率脉冲和磁场急转同期发生的事件。这种新气象是怎样产生的，成为学术界的前沿热门问题。北京大学何建森课题组与互助者构成商议团队，建议“时空回溯定时定位”的门径日本AV，会通分析多颗航天器的原位探伤和遥感不雅测数据以及太阳风磁流膂力学模子数据，配置起行星际空间中太阳风速率脉冲/磁场急转与太阳大气中的精熟喷发举止之间确切凿因果掂量（图1），发现太阳色球收罗组织界限处小措施交换磁重联举止是速率脉冲和磁场急转酿成的要道启上路分。掂量商议后果发表于Nature Astronomy和The Astrophysical Journal Letters。

图1. 太阳风速率脉冲/行星际磁场急转与太阳大气中的精熟喷发举止之间的掂量默示图

太阳风行为从太阳喷射出的、捎带磁场的等离子体流，是太阳向行星际传递能量和物资的焦虑序论。太阳风具有活跃的变化特点，太阳风速率和磁场的扰动进一步影响着地球的空间天气效应。自2018年帕克太阳探针（PSP）辐射以来，行为距离太阳最近的东谈主造探伤器，PSP承担了潜入探究太阳风的发祥、加热加快和扰动传播演化机制的任务。PSP的原位探伤暴露，在距离太阳仅0.3个天文单元的区域内，太阳风中时常出现速率脉冲和磁场急转同期发生的事件（由于速率脉冲和磁场急转的掂量性，也称为阿尔芬脉冲）。这些频发气象的背后荫藏了什么巧妙？这些气象怎样发祥，是来自太阳大气的精熟举止已经产生于行星际太阳风的相互作用？

针对上述前沿热门问题，（1）作家发展了“时空回溯定时定位”的门径，奏效地详情了太阳风速率脉冲的日面源区位置和掂量喷流事件，初次配置了太阳风速率脉冲/磁场急转与位于色球收罗组织界限处的太阳大气精熟喷流举止之间的因果掂量；（2）商议发现源区精熟重联喷流举止的磁通量变化可向外输运酿成太阳风速率脉冲/磁场急转的磁通量；（3）商议还发现太阳风速率脉冲与小尺过活冕增亮事件存在关联：小尺过活冕增亮事件过甚光球磁场变化呈现周期性，调控太阳风速率脉冲事件发生的周期性变化。

1、“时空回溯定时定位”配置太阳精熟喷流举止与太阳风速率脉冲/磁场急转的因果掂量

作家通过勾通PSP、SDO等多种不雅测本事和表面模子，建议“时空回溯定时定位”门径，奏效记忆了太阳风中速率脉冲/磁场急转的日面源区以及源区精熟举止流程。作家哄骗势场源名义模子盘算了太阳日冕磁场的空间散播，应用帕克螺旋线模子得到行星际磁场的散播情况，勾通两种模子，识别出与太阳风速率脉冲/磁场急转掂量的磁通量管，并记忆这些磁通量管在太阳名义的肇端区域（图2）。此外，作家哄骗太阳风磁流膂力学模子数据盘算太阳风速率脉冲（具有阿尔芬性脉冲实质）的传播时辰，结束对脉冲发祥事件的时辰定时，进而详情太阳风速率脉冲/磁场急转与太阳大气精熟喷流事件发生时辰的关联性（图3）。作家驻扎到PSP原位探伤的太阳风氦离子丰采特征与日冕低纬度区域的不雅测肆意相符，再次说明了回溯得到的速率脉冲/磁场急转的日面源区位置。商议揭示，“时空回溯定时定位”门径同期辅以重离子元素丰采的测量，不错对太阳风精熟流结构（包括速率脉冲等）的发祥位置和发祥流程进行更为准确的评估，是全面了解包括速率脉冲在内的太阳风扰动怎样受源区精熟举止调控的灵验器具。

图2. 针对PSP抵近太阳探伤到的速率脉冲/磁场急转频发事件，基于“时空回溯定时定位”门径，重构出从PSP到日面源区的多个磁通量管结构，定位到日面源区位于色球收罗组织界限处，定时到色球收罗界限处发生的多个精熟喷流举止

图3. 太阳大气喷流举止与太阳风速率脉冲/磁场急转的对应相干. 顶部10个子图（1-10）走漏AIA 193 Å不雅测到的十次喷流事件；(a) 太阳风中磁场径向重量；(b) 太阳风径向速率；(c) 太阳风质子数密度；(d) 太阳风质子热速率；(e) 能量领域为314 eV至786 eV的电子投掷角散播。子图(a)-(d)中的灰色暗影区域象征了速率脉冲/磁场急转簇。蓝色暗影区象征了盘算得到的喷流扰动到达PSP的时辰，到达时辰有1小时的省略情度

2、发现精熟重联喷流举止的磁通量变化向外输运酿成太阳风速率脉冲/磁场急转的磁通量

对喷流举止的进一步分析标明，喷流的格局和磁场散播适当磁场重联的特征，喷流的引发位置位于色球收罗界限，引发高度为高色球层或低日冕（图4）。由此，作家给出太阳风中速率脉冲/磁场急转的源区位置和物理流程：色球收罗组织界限处、高色球层或低日冕高度的磁场重联流程。作家发现这些精熟喷流举止与速率脉冲/磁场急转具有一致的磁通量变化，具体为喷流举止跟随的光球磁通量变化与速率脉冲/磁场急转引起的行星际磁通量变化特殊（图5）。作家由此揣度源区精熟重联喷流举止所跟随磁通量变化可向外输运酿成太阳风速率脉冲/磁场急转的磁通量。

图4. 太阳大气精熟喷流事件分析. (a) AIA 304 Å图像中的喷流位置，黄色管为磁通量管，玄色弧线走漏色球收罗组织界限，玄色矩形内的空间领域与子图(b)和(c)中领域通常；(b) 线性无力场外推得到的具有交换磁重联位型的磁力线散播，磁力线的神情走漏局部磁场强度，磁力线的底端连结到HMI磁图，白色和玄色分歧代表正磁极性和负磁极性，黄色管走漏磁通量管；(c) HMI磁图和AIA极紫外图像按照高度划定的堆叠

图5. 太阳大气喷流举止与行星际太阳风速率脉冲/磁场急转跟随的磁通量变化的掂量性分析

3、发现日冕增亮事件的周期性举止过甚对太阳风速率脉冲的周期性调制

针对一些在日面上发生的小措施隐微磁重联事件，千里镜可能不雅测不到辐射隐微的喷流举止，然而不错不雅测到喷流底部的辐射增亮事件。作家发现速率脉冲/磁场急转与日冕增亮气象之间存在焦虑关联。Solar Orbiter第五次飞掠近日点时期，探伤到准周期出现的速率脉冲/磁场急转。这些准周期事件与通过“时空回溯定时定位”不雅察到的准周期出现的日冕增亮事件（SDO/AIA日冕成像）相吻合（图6）。通过对日冕增亮事件的磁举止和格局的详备分析，作家发现准周期出现的日冕增亮事件伴跟着简直通常周期的磁通量扰动，有接近一半的增亮事件阐发为环形或海葵体式，教养三分之一的增亮事件伴跟着小措施喷流举止。这些均适当磁重联事件的不雅测特征。因此，日冕大气中的局部亮度增强极有可能来自豪联流程的磁能开释。准周期活跃的磁重联举止和日冕增亮事件调控了太阳风速率脉冲事件发生的准周期变化。

图6. 准周期出现的太阳风速率脉冲与日冕增亮事件. (a) 太阳风中磁场径向重量；(b) 太阳风径向速率；(c) 太阳风径向速率的二维小波变换功率谱，玄色线象征的区域内置信度为95%；(d) 功率谱的时辰平均（玄色实线），峰值周期为7.5小时；(e) 时空回溯定时定位得到的日冕增亮事件数方针时辰序列；(f) 日冕增亮事件数方针时辰序列的二维小波变换功率谱，玄色线象征的区域内置信度为95%；(g) 功率谱的时辰平均（玄色实线），峰值周期为7.6小时

通过以上商议，作家哄骗“时空回溯定时定位”门径，配置起太阳风速率脉冲/磁场急转与太阳大气精熟喷流举止/增亮气象的关联，并进一步建议太阳风速率脉冲/磁场急转发祥于太阳大气中位于色球收罗界限的磁场重联事件。尽管如斯，速率脉冲/磁场急转酿成与演化的具体物理流程仍未得到全面意会。改日的商议有必要从以下两个方面潜入商量，以完善对这一谜题的意志：

1、磁重联引发阿尔芬波传播演化酿成阿尔芬脉冲的流程：齐集不雅测数据和数值模拟，商议阿尔芬波动振幅的增长和陡化机制，以及大振幅波动从日冕到行星际空间的传播特点。重心关爱磁场重联引发的阿尔芬波怎样增长演化为大振幅的超阿尔芬波动（扰动速率教养局地阿尔芬速率）乃至跃变的脉冲，并怎样导致磁场方针的急转。

2、速率脉冲/磁场急转对太阳风加热加快的机理：通过配置速率脉冲/磁场急转的耗散机理过甚能量向粒子更始的表面模子，同期勾通数值模拟和不雅测分析进行考据，这一商议将增进对太阳风怎样受超阿尔芬波湍动耗散加热加快的意会。

这些方针的潜入商议将更全面地揭示太阳精熟举止引发阿尔芬波湍动的作用、阿尔芬波湍动传播演化和耗散加热加快太阳风的作用，更好地意志太阳举止怎样塑造日球层的基本科知识题。

掂量著作信息：

1. Hou， C.， Rouillard， A. ， He， J.， et al. Connecting Solar Wind Velocity Spikes Measured by Solar Orbiter and Coronal Brightenings Observed by SDO. The Astrophysical Journal Letters (2024）

主要作家信息：侯传鹏（第一作家，北京大学），何建森（通信作家，北京大学），Alexis Rouillard （通信作家，法国天体物理与行星商议所）， Solar Orbiter/PAS仪器数据惩处团队。

2. Hou， C.， He， J.， Duan， D. et al. The origin of interplanetary switchbacks in reconnection at chromospheric network boundaries. Nature Astronomy(2024)

主要作家信息：侯传鹏（第一作家，北京大学），何建森（通信作家，北京大学），Daniel Verscharen（通信作家，伦敦大学学院），Alexis Rouillard （通信作家，法国天体物理与行星商议所）， 段叠（国防科技大学），吴子祺（北京大学），陈亚杰（德国马克斯·普朗克太阳系商议所），李会超（哈尔滨工业大学-深圳），杨利平（中国科学院国度空间科学中心），Stuart Bale（加州大学伯克利分校）

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