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由北京大学田晖教授领导的一个国际合作团队，首次初步实现了日冕磁场的常规测量，揭示了日冕磁场在约8个月时间内的演化规律。
磁场及其演化控制着太阳大气中各种类型的活动现象。正是因为磁场的演化，才产生诸如黑子11年周期、百万度高温的日冕以及剧烈的太阳耀斑和日冕物质抛射等重要现象。因此，对太阳磁场的测量一直以来都是太阳物理最核心的研究内容之一。
早在1908年，著名天文学家、极富影响力的天文与空间科学期刊The Astrophysical Journal创刊人海尔（George ElleryHale）将刚发现不久的塞曼效应用于太阳黑子的磁场测量，从而揭开了人类测量地外天体磁场的序幕。
然而，100多年过去了，这一方法仅在太阳表面（光球）磁场的测量中得到了广泛应用。但太阳大气是三维、立体的，要研究各种类型太阳活动的形成和演化规律，必须要知道太阳大气各个层次的磁场信息。然而，人们一直难以测量太阳外层大气的磁场，尤其是最外层大气——日冕的磁场，这极大地制约了包括日冕加热和太阳爆发机制在内的重要科学问题的研究。
考虑到基于塞曼效应难以测量微弱的日冕磁场，近年来，田晖团队与合作者打破常规思路，另辟蹊径，发展了可用于日冕磁场测量的新方法。
在2020年，他们通过分析日冕中普遍存在的磁流体横波的性质，并结合日冕密度诊断，绘制了世界首幅全局性的日冕磁场图像（Science, 369, 694, 2020; Sci China Tech Sci, 63, 2357, 2020）。
近日，他们进一步改进了该方法，使其能够更准确、高效地追踪这些日冕波动，并诊断出日冕密度分布，从而测定磁场的强度和方向。他们将该方法应用到升级版日冕多通道偏振仪（UCoMP）2022年2月至10月的观测数据中，平均每两天得到了一幅全局性的日冕磁图，从而在国际上首次初步实现了日冕磁场的常态化观测。
研究团队还首次获得了日冕中不同高度上磁场强度的全球分布图及其在大约8个月时间里的演化，并与先进的全球日冕磁场模型进行了比较。结果显示，日心距1.05-1.6个太阳半径范围内的磁场强度大致在0.5高斯到20高斯之间。模型在中低纬度区域的预测结果与观测数据吻合度较高，但在高纬度和一些活动区存在不小的偏差。这些观测结果为改进和优化日冕模型提供了关键约束。
对于日冕磁场测量这一难题来说，该成果是一个重要的里程碑式进展。它初步实现了日冕磁场常规测量这一太阳物理学者的百年梦想，标志着太阳物理研究正逐步迈入日冕磁场常规测量的时代，也将为深入理解太阳和日球层磁场的演化提供关键信息。
杨子浩，北京大学2019级直博生，即将任美国国家大气研究中心ASP项目博士后。主要从事日冕磁场测量和日冕光谱诊断方面的研究。在The Astrophysical Journal等天文与空间科学主要期刊发表第一作者论文4篇，并在Science发表第一作者论文2篇。曾获美国国家大气研究中心高山天文台Newkirk fellowship、中国2020年度十大天文科技进展、中国天文学会2022年度一等奖学金等荣誉。
