论文第一作者、南京大学博士生饶世豪介绍,恒星是一个巨大的等离子体球体,它的自转不是刚性的,不同部位的自转存在差异性。作为离我们最近的恒星,太阳是研究恒星自转的重要标本。
“太阳从内到外可分为核心区、辐射区、对流区和大气层。经过几十年的研究,科学界已基本探明太阳自转的两个重要规律:一是从辐射区到更外层的对流区,自转速度存在明显变化;二是自转速度从赤道向两极递减。”饶世豪说,但对于太阳表面的大气层,其自转有何规律,至今尚无明确结论。
论文共同通讯作者、“羲和号”科学与应用系统总设计师李川教授告诉记者,此次南京大学“羲和号”团队利用卫星采集到的多谱线、全日面、高精度的观测数据,对太阳大气层自转规律有了较为精确的认识。
“羲和号”绘制的国际首个太阳大气自转的三维图像。(南京大学供图)
论文共同通讯作者、“羲和号”首席科学家丁明德教授表示,“羲和号”实现了国际首次空间太阳Hα波段光谱扫描成像,同时获取了太阳Hα谱线、SiⅠ谱线和FeⅠ谱线的精细结构。“运用反演的方法,我们可以推导出太阳大气不同层次的多普勒速度场,相当于给整个太阳大气做了一次全方位扫描,由此,我们也得到了国际首个太阳大气多层次多普勒速度图。”
分析结果显示,太阳大气各个层次的自转速度都呈现出从赤道向两极递减的规律。而且,越靠近太阳外层,大气的自转速度越快。李川介绍,这是由无处不在的小尺度磁场结构与太阳大气“磁冻结”效应造成的。
丁明德说,太阳外层大气较快的自转速度,意味着太阳风损失的角动量不可小视,这对太阳自转起到了“刹车”的作用,随着太阳年龄增大,其自转速度会逐渐减慢。
“羲和号”科学总顾问、中国科学院院士方成介绍,“羲和号”2021年发射升空,至今仍在轨稳定运行,相关观测数据由南京大学太阳科学数据中心向全球开放共享,已有法、德、美、日等10余个国家的太阳物理研究学者应用。