云南天文台运动磁结构性质研究取得进展是怎么回事？

中国科学院云南天文台研究人员利用太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory)所获得的高时空分辨率观测数据研究了一个衰退黑子不同区域产生的运动磁结构的精细物理性质。相关研究成果于近期发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。

运动磁结构被认为是黑子磁场扩散的一种表现。运动磁结构分为三类，Ⅰ型运动磁结构是双极磁结构，Ⅱ型和Ⅲ型运动磁结构是单极性的，分别与寄主黑子极性相同和相反。Ⅰ、Ⅲ型运动磁结构的形成被认为是水平半影磁场与光球表面交叉所致，Ⅱ型运动磁结构与黑子的磁场扩散关系密切。但迄今运动磁结构的形成机制和物理性质仍未被很好地理解。

通过对2022年5月27日活动区13023中两个紧邻α型太阳黑子的衰退过程进行详细研究(图1)，研究人员发现由无半影区域产生的运动磁结构通常具有较强的纵向磁场和小的磁场倾角(γ)，而在有半影区域产生的运动磁结构的磁场通常较水平，纵向磁场弱。在无半影区域纵向运动磁结构(0°<γ<45°)的磁通量在此区域所有运动磁结构产生磁通量的占比要远大于有半影区域(图2和图3)。因此，研究人员认为，在两个黑子的衰退过程中无半影区域产生的运动磁结构直接起源于黑子本影。

相关研究工作得到国家自然科学基金、云南省太阳物理与空间科学重点实验室等的支持。

图1 两个黑子的衰退过程。绿箭头标记了两黑子中间的间隙(无半影区域)，红色箭头标记了由无半影区域产生的运动磁结构在连续谱图上的表现。

图2 紧裹黑子的椭圆切片记录的有半影和无半影区域产生的运动磁结构的矢量磁场性质。图(a)-(c)分别是横向磁场强度、纵向磁场强度、磁场倾角切片图，绿色虚线标记了无半影区域上下两个开口向外运动出的运动磁结构的踪迹。

图3 无半影区域(a)、有半影区域(b)不同运动磁结构磁通量的产生情况。其中H-MMFs和V-MMFs分别表示横向运动磁结构(45°<γ<90°)和纵向运动磁结构(0°<γ<45°)。