近期，中国科学院云南天文台太阳活动和CME理论研究团组倪蕾和林隽研究员与印度天体物理研究所、英国谢菲尔德大学合作，在冕洞区日冕加热和太阳风起源研究中取得重要进展。相关研究成果已于2026年3月20日正式发表在国际天体物理期刊《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letter）上。

“日冕加热”是现代天体物理学中一个长期未解的核心谜题。为什么太阳最外层的大气（日冕）比其表面的温度要高出数百倍？要解答这一看似违背热力学第二定律的难题，需要弄清楚如下问题：能量如何从太阳表面输运至日冕？进入日冕后的能量如何被耗散为热能并维持日冕的高温？太阳大气中无处不在的磁流体力学波是加热日冕最重要的候选机制之一。人们通常认为，这些不同种类的波动是在太阳表面附近被激发，经低层大气传播至日冕。其中，慢模波在传播至色球层时，会迅速发展成激波被耗散，因此被认为对加热日冕作用甚微。

太阳冕洞是日冕中磁力线开放的区域，是高速太阳风形成的重要源区。其密度和温度比周围的日冕低，因此在极紫外波段观测中看起来像是黑色的“洞”。针状体则是遍布于太阳色球的一种细长的瞬时增亮现象，其连接太阳表面和日冕，是日冕物质与能量供给的重要通道，但其精细物理过程、在日冕加热和太阳风起源方面所起到的具体关键贡献目前尚不完全清楚。

研究团队把自主研发的辐射和部分电离模块进行拓展，覆盖太阳上对流区至低日冕，在冕洞区开放磁场背景下，成功实现从对流湍流自激发到针状体自发生成的全物理过程的磁流体力学模拟（见图1）。基于模拟结果分析发现，对流与湍流运动引起低层大气频繁地出现小尺度磁重联和激波结构，这两种机制共同作用进而驱动针状体群准周期性地形成，在针状体上升阶段虽然最终只携带了少量的等离子体流进入低日冕，但注入低日冕的平均质量流（约10⁻⁹ kg m⁻² s⁻¹）足以维持冕洞区太阳风的物质损耗。这些等离子体流持续在低日冕激发局地慢模波与激波，它们携带的外传平均能流约为10-100 W m⁻²，通过热传导和压缩被耗散来加热低日冕。研究团队指出，这些慢模波和慢模激波是进入到日冕的等离子体流在局地重新激发的，并不是在低层大气中产生并传播至日冕的。

运用IRIS卫星2796埃和SDO/AIA 171及193埃联合观测得到的高分辨率数据，研究团队发现在冕洞普遍存在准周期向上传播的扰动，它们在时距图中表现为明暗交替的倾斜条纹（见图2），测得的传播速度约100-150 km/s, 这些扰动开始出现的时刻通常与低层大气中针状体的上升阶段相吻合。基于模拟数据合成极紫外波段的成像并分析针状体的演化路径发现， 针状体上升流进入到日冕造成的密度增加和慢模波及慢模激波加热所造成的温度增加能共同导致这些扰动的产生。数值模拟和观测结果相互验证， 首次证实慢模波与激波可在冕洞低日冕区局地被激发并有效耗散，是开放磁场区日冕加热不可忽视的机制。

这一研究工作跳出“慢模波难以传播至日冕”的传统观念，证明冕洞环境中激发与耗散的慢模波也是低日冕加热的重要机制， 丰富了日冕加热的理论内涵，同时也为类太阳恒星和对流更强的小质量恒星星冕加热和星风起源提供了重要的参考价值。

该研究成果得到了中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项（B类先导专项）、国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、中国太空探源专项、云南省基础研究计划重点项目、云南省太阳物理科学家工作室、云南省太阳物理和空间科学重点实验室等项目的支持。

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图1：针状体数值模拟结果。(A-C)分别为一批针状体在上升阶段时的温度对数、密度对数和垂直太阳表面方向的速度分布，黑色箭头指向了其中一个针状体的顶部；(D)展示了沿着图（A）中白色虚线在三个不同时刻的压强分布；（E）为沿着图(A)白色虚线不同物理项导致的能量密度变化率的绝对值；（F-G）分别为磁流体力学波携带的平均能流和平均质量流随高度变化。

图2：(A-B)基于数值模拟结果，沿着垂直太阳表面方向穿过一个针状体合成的AIA 171和193埃的辐射强度随时间的演化图，红色实线与绿色虚线为针状体顶部温度分别为80,000 K和温度为8000 K的位置随时间的演化，代表着该针状体的上升与回落。(C-D)为SDO/AIA 171和193埃在针状体上方观测到的扰动随时间的演化。(E-F)为IRIS卫星2796埃观测到的该针状体的上升和回落。