近日，国际学术期刊《自然·天文》在线发表我国科学家一项最新研究成果。利用2025年通过结题验收的用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统（简称AIMS，国家自然科学基金委员会支持的国家重大科研仪器研制项目），中国科学院国家天文台邓元勇研究员带领的联合研究团队发现在太阳耀斑爆发脉冲相，低层大气磁场存在明显减弱现象。这一发现有助于构建更完善的太阳耀斑模型，加深对耀斑动力学过程机理的认知。
太阳大气是由磁场主导的巨大的磁等离子体环境，其中的一切现象和过程均由磁场及其相互作用所主导。耀斑则是由磁场驱动的太阳大气中最剧烈的能量快速释放过程，是灾害性空间天气的主要驱动源。长期以来已有很多观测和理论描述耀斑过程的物理图像，但作为耀斑能量积累、传输及释放重要载体的太阳低层大气磁场，在耀斑过程中如何变化，迄今仍未有清晰的物理图像。造成这一现状的原因主要在于耀斑会影响用于磁场测量的太阳光谱轮廓，传统基于光谱偏振诊断磁场的测量方法给不出准确结果甚至失效；此外，耀斑演化过程快，需要高时间分辨率的测量相匹配，单次测量时间短导致了信噪比低、磁场测量精度低，无法用于研究耀斑期间磁场的快速演化。针对上述局限，AIMS望远镜在设计上采用了具有高塞曼裂距的中红外谱线Mg I 12.32 μm，通过直接测量磁场导致的谱线裂距从而得到准确的磁场强度，这避免了传统的光谱偏振诊断方法对太阳大气偏振辐射转移模型的依赖，可以将磁场强度的测量精度从传统的百高斯量级提高到优于十高斯的水平。
基于这一国际上所独有的观测特点，AIMS首次观测到了一个X1.5级耀斑期间的光谱演化，分析结果显示耀斑带下方的磁场强度明显减弱。研究团队还利用耀斑动力学大气模型模拟耀斑期间光谱演化，对上述结果进行了检验。对于该项研究，其中一位审稿人用了“state-of-the-art“的词汇评述“作者采用数值模拟工具，开展了十分详尽、全面的研究”。另一位审稿人则称“这类特殊观测尚属首次实现”。这一研究工作也引起了领域内专家的关注，中国科学院新疆天文台沈金花研究员认为“精确的磁场测量对解决色球与日冕加热，磁能积累释放机制等难题具有重大的意义”，中国科学院国家天文台周桂萍研究员则评述“耀斑期间磁场诊断为建立磁场重构、能量沉积与辐射响应相耦合的耀斑模型，以及揭示日冕与低层大气之间的动态反馈机制，提供了新的观测约束与物理启示”。
AIMS观测的耀斑期间中红外连续谱辐射增强及磁场减弱
AIMS设计上独有的观测能力得益于一系列关键核心技术的自主突破，本项研究所使用的光谱数据由红外傅里叶光谱仪（FTIR）科学终端所获得，该FTIR是国际首台既具有高光谱分辨率，又具有成像功能的红外傅里叶光谱仪，是AIMS团队自主研制的最先进的终端设备。这项科学研究成果的发表，极好地诠释了技术自主创新和原创研究成果的相得益彰。
该项研究由中国科学院国家天文台太阳活动与空间天气全国重点实验室、瑞典斯德哥尔摩大学、云南天文台、湖南工程学院，中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所、昆明理工大学的研究人员共同完成。研究工作得到国家自然科学基金青年科学基金项目（B类，项目编号：12522306）、中国科学院战略性先导科技专项（项目编号：XDB0560000）、国家重点研发项目（项目编号：2021YFA1600500）支持。AIMS是国家基金委重大科研仪器研制项目（项目编号：11427901），AIMS的建设和保障工作得到青海省各级政府，特别是冷湖科技创新产业园区管理委员会的大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41550-026-03013-2
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