CLASP2空间实验绘制的前所未有的太阳磁场图

Sun的磁场磁场的艺术可视化在Clasp2观察到的有源区中。信誉：加布里埃尔帕齐兹迪拉兹，SMM（IAC）

每天望远镜都提供太阳能活动的壮观形象。然而，他们的仪器对其主驾驶员视而不见：太阳能大气层的外层中的磁场，其中偶尔会影响地球的爆炸事件。通过Clasp2任务实现的太阳紫外光极化的非凡观察使得可以在整个太阳能气氛中映射磁场，从Photosphere直到极热的电晕底部。这项调查今天在期刊上发表科学推进，已由负责该子孔实验的国际团队进行，其中包括多个斯特罗菲·迪卡索尼亚岛（IAC）的策划策略组的几个科学家。

色球层是太阳大气中一个非常重要的区域，在相对较薄较冷的光球层(温度只有几千度)和较热而延伸的日冕层(温度超过100万度)之间跨越几千公里。虽然色球层的温度大约比日冕低一百倍，但色球层的密度要高得多，因此需要更多的能量来维持它。此外，日冕加热所需的机械能需要穿过色球层，使其成为解决许多太阳和恒星物理学关键问题的关键界面区域。目前的科学挑战之一是了解太阳大气剧烈活动的起源，这种活动有时会扰乱地球的磁层，给我们现在的技术世界带来严重后果。

用NASA的SDO望远镜获得的红色彩色图像显示由Clasp2和Hinode同时观察的有源区。左侧面板上的绿线显示CLASP2分光极管的狭缝位置。在狭缝上的每个点处，CLASP2测量了太阳紫外线谱的各种散光线的强度（右上面板）和圆极化（右右侧面板）的波长变化。同时，通过空间望远镜Hinode测量可见光谱范围中的光学射线线的圆极化。这种圆偏振信号从太阳气氛中的不同高度处存在的磁场产生，并且从它们可以确定，研究人员能够确定磁场如何如何从射线到电晕底部的磁场变化。信用：NaoJ，IAC，NASA / MSFC，IAS

“如果我们不能确定色球层的磁场，尤其是其外层的磁场，就不可能了解太阳大气层等离子体温度为一万千度，磁力占据了等离子体的结构和动态的占主导地位，“哈维尔特鲁希略布宜诺，CSIC Trujillo Bueno说，IAC的IAC和铅科学家的IAC和铅科学家。本集团由欧洲研究委员会的先进授予资助的本集团的理论调查表明，通过观察到各种物理机制在太阳能中的中性氢和电离镁原子发出的辐射中产生的极化，可以达到这一目标。铬圈。

因为地球的大气层强烈吸收太阳紫外线辐射，所以必须在100公里以上的高度上观察它。通过这一目标建立了国际财团，由此领导美国宇航局马歇尔太空飞行中心(NASA/MSFC)、日本国家天文台(NAOJ)、法国空间天体物理研究所(IAS)和西班牙Astrofísica de Canarias研究所(IAC)。这个国际团队设计了一系列的空间实验，这些实验是通过美国国家航空航天局探空火箭计划的竞争性呼叫选出的。这些太空实验被称为CLASP、2015年9月3日发射的“色球莱曼-阿尔法光谱偏振仪”(CLASP1)和2019年4月11日发射的“色球层光谱偏振仪”(CLASP2)。这两项实验都取得了巨大的成功，美国国家航空航天局将“集体成就奖”授予了这一国际团队。

磁场的纵向分量（在高斯）沿着图1的左侧面板中的绿线所示的空间方向上的每个点处的空间方向。在Photosphere（绿色曲线）中找到最强和最弱的磁场，在那里存在强烈被其他弱磁化（10高斯）分开的磁化区域（最多1250高斯）。当在Photosphere中水平移动时，磁场强度的这种大幅变化在对应于较低铬层（蓝色符号）的高度处减小，并且在铬层的中间（黑色符号）和外部（红色符号）层中甚至更小。这些结果证实并证明，在太阳气氛的这种有源区，磁场的力线在到达电晕底部之前膨胀并填充整个铬圈。信用：NaoJ，IAC，NASA / MSFC，IAS

这篇研究论文最近发表在著名的杂志上科学推进基于由Clasp2获取的前所未有的数据的一小部分。该团队分析了在含有2800埃约的H＆K线（离子化镁）的H＆K线的光谱范围内的太阳能大气的有源区发出的强度和圆偏振。在该光谱区域内，也存在由Mn I（中性锰）原子产生的两条光谱线。

CLASP2观测到的圆极化来自一种被称为塞曼效应的物理机制，通过这种物理机制，在磁场存在的情况下，原子发射的辐射是极化的。“圆偏振信号的镁(Mg II)中间的磁场线是敏感和外部区域的太阳色球层,而锰的圆偏振(Mn)线响应色球层的磁场在最深的地区,”解释Tanausu德尔皮诺的话,POLMAG集团的科学家之一,国际团队。

虽然Clasp2正在履行其观察结果hinode.太空望远镜同时指向太阳盘上的同一活跃区域。参与该项目的另一位IAC研究人员Andrés Asensio Ramos指出:“这使得通过在可见光谱范围的中性铁(Fe I)谱线中观测到的偏振，获得光球磁场的信息成为可能。”该团队还使用虹膜空间望远镜进行了同步观测，以更高的空间分辨率测量紫外线辐射的强度(虹膜不是用来测量偏振的)。

The team’s investigation, led by Dr. Ryohko Ishikawa (NAOJ) and Dr. Javier Trujillo Bueno (IAC), allowed to map for the first time the magnetic field in the active region observed by CLASP2 throughout its entire atmosphere, from the photosphere to the base of the corona (see figure 2). “This mapping of the magnetic field at various heights in the solar atmosphere is of great scientific interest, as it will help us decipher the magnetic coupling between the different regions of the solar atmosphere,” comments Ernest Alsina Ballester, a researcher of the international team who just joined the IAC after his first postdoc in Switzerland.

达到的结果证实并证明，在太阳能大气的这些区域，磁场的力线在到达电晕底部之前膨胀并填充整个铬圈。该研究的另一个重要结果是铬圈外层中的磁场强度与镁线中心的辐射强度强烈相关，并且在相同层中的电子压力，揭示了加热的磁性来源在太阳大气的外部区域。

Clasp1和Clasp2空间实验代表天体物理学中的里程碑，提供了通过在太阳紫外光谱的光谱线中的各种物理机制产生的相对较弱的偏振信号的第一观察。这种观察结果具有壮观的证实，以前的理论预测，从而验证了这些科学家对太阳铬层中磁场的研究进行了研究的产生和转移的量子理论。

国际团队刚刚收到了NASA选择最近的建议明年开展了新的空间实验的好消息，这将使他们将绘制太阳能盘的较大区域上的磁场。“当然，太阳紫外线辐射的强度和极化的系统观察将需要一个空间望远镜，该空间望远镜配备有扣环的仪器，因为副岩体飞行实验允许的观察时间几分钟不足，”克拉米尔澄清Trujillo Bueno。该团队确信，由于克拉斯瓦斯和克拉斯瓦斯实现了什么，这种空间望远镜将很快成为现实，并且它们的光源观测的物理解释将允许更好地了解太阳和其他外层的磁性活动星星。

参考文献：“从拍摄照片到电晕基地的映射太阳能磁场”由Ryohko Ishikawa，Javier Trujillo Bueno，TanausúdelPinoAlemán，Takori J. Okamoto，David E. McKenzie，FrédéricAuchère，Ryouhei Kano，Donguk Song，MasakiYoshida，Laurel A. Rachmeler，Ken Kobayashi，Hirohisa Hara，Masahito Kubo，塔罗·锡鲁克，塔罗·锡·锡苏，吉菲·苏察州，Yoshinori Suematsu，Christian Bethge，Bart de Pontieu，Alberto Sainz Dalda，Genevieve D.Vigil，Amy Winebarger，Ernest Alsina Breshester，Luca Belluzzi，Jiri Stepan，AndrésSasensioRamos，Mats Carlsson和Jorrit Leenaarts，2021年2月19日，科学推进。
DOI：10.1126 / sciadv.abe8406

CLASP2太空实验的主要研究人员:

David McKenzie（美国宇航局/美国MSFC）
石川良子(日本直治)
Frédéric Auchère (IAS，法国)
Javier Trujillo Bueno (IAC，西班牙)

参与CLASP2的IAC科学家:

欧内斯特·阿尔西纳·巴莱斯特(IAC)
Andrés Asensio Ramos (IAC)
Tanausú del Pino Alemán (IAC)
javier trujillo bueno（IAC）

Clasp2.is an international collaboration led by NASA’s Marshall Space Flight Center (USA), the National Astronomical Observatory of Japan (Tokyo, Japan), the Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Tenerife, Spain) and the Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS, France). Additional members are the Istituto Ricerche Solari Locarno (Switzerland), the Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Czech Republic, Lockheed Martin Solar & Astrophysics Laboratory (USA), Stockholm University (Sweden) and the Rosseland Center for Solar Physics (Norway).

Clasp2的IAC参与从欧盟地平线2020研究和创新计划（高级拨款协议No.742265）下获得欧洲研究委员会（ERC）的资金。