科技日报记者 赵汉斌 通讯员 陈艳
记者8日从中国科学院云南天文台获悉，该台李焱研究员带领的团队提出了一种探测太阳大气层中小尺度磁场分布的新方法，并发现太阳光球层中存在一个以前尚未被认识到的小尺度磁冠拼接层。国际权威期刊《天体物理杂志》在线发表了这一研究成果。
“太阳光球宁静区的小尺度磁场是太阳磁场的一个重要组成部分。由于其尺度很小，在通常的太阳表面磁图上看不到它们的踪影，因而被称为‘隐匿的磁场’。”李焱研究员介绍，小尺度磁场在太阳表面几乎无所不在，它蕴藏着巨大的磁能，可以与外层大气产生耦合，并且为日冕物质加热提供充足的能量储备。它可以产生磁压，通过影响当地的流体静力学平衡状态，从而改变太阳大气层中的气体压强和声速分布，进而影响到驻声波的传播；其次，磁场可扮演振动回复力的角色，进而导致振动从纯声波逐渐向磁声波转变，并发生反射与折射现象。
通过在太阳大气模型中引入磁场和磁压，研究团队调整磁场出现的位置和磁压大小，来考察驻声波在太阳大气层中的传播。他们发现，三维数值模拟所揭示的小尺度磁冠结构在太阳大气层中的分布不是随机的，而是在水平方向上相互拼接在一起，形成一个拼接层。在跨越这个小尺度磁冠拼接层时，磁场强度会增加，导致磁压迅速上升和与之相伴随的气压快速下降。驻声波从太阳内部传播到此处发生全反射现象，从而等效于增大了声波的传播区域。
研究团队比较了由此给出的频率，发现其最大偏差仅为0.5微赫兹左右，大大优于目前其他模型给出的结果。由此推断得出的磁场强度为90高斯左右，与观测得出的结果相符。同时，由此推断出的小尺度磁冠拼接层的高度，是距离光球层底部约630千米，与三维数值模拟给出的小尺度磁冠结构的高度大致相符。
这一发现，不但朝着最终解决太阳p模式震荡长期存在的表面效应问题的方向推进了一大步，还为深入了解太阳光球层物理结构与磁场的起源提供了重要线索。