云南天文台在日冕径向较差自转方面取得新进展
中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地向南彬博士、中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室赵新华研究员以及云南民族大学邓林华教授等，在日冕径向较差自转方面取得了新进展，研究结果对于弄清日冕自转随高度变化的规律性及其时间演化方面具有重要意义。这项研究成果近期发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。
太阳日冕呈现径向和纬度较差自转。这种复杂的自转促进了太阳日冕中磁重联的发生，进而释放由太阳表面不同自转速率引起的剪切和扭曲运动储存在磁场中的自由能。这是理解日冕动力学和加热机制的关键。同时，日冕中的大尺度磁结构可能锚定在光球以下，在一定程度上反映了太阳内部的自转，对于理解太阳内部发电机活动也有重要意义。
然而，日冕对于极紫外辐射是光学薄的，日冕中几乎缺乏任何能够在空间和时间范围内显示出显著自转特征的长寿命太阳结构（示踪物）。到目前为止，人们仍然无法准确测量日冕磁场。因此，以前的研究方法，比如示踪物、多普勒光谱等方法，并不适用于日冕自转的研究。人们对于日冕自转，尤其是日冕自转随高度的变化，仍然缺乏清楚的认识。
太阳物理学家普遍认为，不同频率的太阳射电辐射，起源于太阳上层大气的不同高度。尤其是太阳射电辐射缓变成分，在厘米波波段主要由与太阳黑子相关的回旋共振辐射，加上较弱的活动谱斑的贡献。在没有活动区的情况下，该辐射可能与X射线亮点有关。在相对较短的分米波波段，与谱斑相关的辐射的相对贡献增加，同时伴随着来自日冕环的自由-自由辐射。在长分米波和米波波段，主要的长期发射特征是噪声暴连续谱，同时也有来自冕洞（其亮度相对较低）的额外贡献。
基于太阳射电辐射缓变分量的特性，向南彬等人利用了太阳射电望远镜网络在245 MHz、410 MHz、610 MHz、1415 MHz、2695 MHz、4995 MHz和8800 MHz频率下观测的太阳全日面正午射电流量日数据，深入研究了太阳日冕的径向较差自转及其随时间的变化规律。
这项研究显示，在过去30年的时间里，245–8800 MHz频率范围内的太阳射电流量自转速率随频率增加而增加。这证实了太阳日冕在长时间（接近三个太阳活动周）内存在径向较差自转。基于射电辐射机制，日冕径向较差自转在一定程度上揭示了太阳上层大气在特定高度范围内自转如何随高度变化。从射电流量自转周期长度的时间演化来看，从日冕底层到大约1.3个太阳半径的不同高度上的日冕自转，随着太阳活动周期的推进展现出复杂的变化。然而，在过去30年里，这一高度范围内的日冕自转速率总是随着高度的增加而逐渐变慢。
该研究工作获得了国家自然科学基金项目、中国科学院战略先导科技专项、云南省“兴滇英才支持计划”创新团队项目、云南省杰出青年基金项目、四川科技计划、北京市自然科学基金和空间天气学国家重点实验室专项研究基金资助。
图1 不同频率的太阳射电辐射自转周期长度的时间变化