耀斑和日冕物质抛射（CME）是太阳大气中两类最剧烈的爆发现象，是灾害性空间天气的主要驱动源。最近，中科院紫金山天文台“太阳活动的多波段观测”研究团组的科研人员在相关领域的研究中取得新进展。针对2011年6月21日发生的一个暗条非径向爆发引起的耀斑、CME事件，张擎旻副研究员结合STEREO两颗卫星(STEREO-A, STEREO-B)在极紫外和白光波段的同时观测以及SOHO卫星搭载的LASCO/C2日冕仪的白光观测，把之前独立提出的改进锥模型(revised cone model)运用到CME几何形态的三维重构中。结果表明，CME早期经历了快速膨胀（角宽度从54°增加到约130°），同时CME传播方向与径向的夹角从51°减小到18°，代表径向传播的趋势（图1）。在LASCO/C2视场中，CME的三维真实传播速度超过1100千米每秒，是投影速度的约1.6倍。该工作完整揭示了CME的几何形态和传播特性，相关成果已发表在Astronomy & Astrophysics (A&A)杂志。

图1. 2011年6月21日暗条爆发引起的耀斑软X射线光变曲线和CME的各个参数随时间的变化。

　　由于磁场位型不同于普通双带耀斑，环形耀斑是太阳大气中一类特殊且重要的耀斑。迄今为止，关于环形耀斑的统计分析还很少。该团组博士生张严杰等人从SDO卫星的观测数据中精心选取了134个环形耀斑，对这些耀斑及其相关活动（远端增亮、日冕喷流、微暗条爆发、III型射电暴和CME）进行了全面、详细的统计研究，揭示了环形耀斑各物理量（如位置、面积、持续时间、峰值流量等）的分布（图2）以及耀斑和其他活动的相关性/发生比例（图3）。结果表明，耀斑面积和持续时间都服从对数正态分布，软X射线峰值流量服从幂律分布（幂指数为-1.42）。环形耀斑中发生远端增亮的比例达57%，而发生CME的比例则只有28%，表明绝大多数环形耀斑是约束耀斑。该工作加深人们对环形耀斑的认识，为今后开展磁流体力学数值模拟提供一定的依据。相关成果已发表在The Astrophysical Journal Supplement Series (ApJS)杂志，第一作者是博士研究生张严杰，通讯作者是张擎旻副研究员。上述两个工作为先进天基太阳天文台（简称ASO-S）做了前期科学准备，得到了国家自然科学基金委和中科院空间战略先导专项的资助。

图2. 134个环形耀斑的位置分布、软X射线峰值流量分布、面积分布和持续时间分布。

　　随着第25太阳活动周峰年的到来，ASO-S卫星搭载的HXI和LST仪器将观测到大量的耀斑和CME。结合多颗卫星的立体观测数据将有助于研究CME的三维形态以及在日地空间的完整传播，为更准确的空间天气预报提供有力支撑。

图3. 134个环形耀斑中，CME、微暗条爆发、射电III型暴、日冕喷流和远端增亮的发生比例。

　　论文1链接：https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/04/aa42942-21/aa42942-21.html

　　论文2链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ac5f4c