太阳作为距离地球最近的恒星，时常上演剧烈的能量释放活动，像太阳耀斑、太阳暗条爆发以及日冕物质抛射等。这些现象不仅在太阳系内备受关注，在太阳系外的恒星—行星系统中，类似的恒星大气爆发活动也普遍存在。然而，由于此前缺乏对单颗恒星长时间的连续监测，以及具备空间分辨率的磁场和多波段观测手段，人类对于这类活动的起源和发展了解甚少。
近日，由中国科学院国家天文台、紫金山天文台和南京大学组成的研究团队，借助“羲和”号卫星开展的研究取得了重要进展，为揭开恒星大气爆发活动源区的神秘面纱提供了契机。“羲和”号的全日面Hα光谱观测，为开展太阳与恒星比较研究创造了有利条件。Hα光谱是氢原子电子跃迁时产生的红色发射谱线，通过对恒星整体Hα光谱数据的分析，有望深入了解恒星大气活动爆发源区的相关物理过程。
该研究团队对“羲和”号在2024年观测到的5个不同类型太阳爆发事件展开了深入分析。与以往研究不同的是，此次研究基于“羲和”号的Hα成像观测和光谱反演速度场结果，对太阳爆发源区进行了分区域积分光谱分析，成功解析出太阳爆发不同物理过程对应的时序光谱特征。
论文第一作者、中国科学院紫金山天文台和国家天文台联合培养博士生刘骁锋介绍，在耀斑带区域，空间积分Hα光谱呈现出持续的线心辐射增强、谱线增宽以及红翼不对称特征，这些特征对应着色球压缩过程。而在太阳暗条不同演化阶段所处的区域，空间积分Hα光谱有着独特的变化特征，从加速蓝移吸收到减速蓝移吸收，再到红移吸收，这一系列变化完整记录了暗条冷等离子体的加速抬升、减速和回落过程。
论文作者、南京大学教授李川表示，“羲和”号为研究提供了太阳爆发源区低层大气等离子体动力学过程的丰富信息，此次研究充分挖掘了“羲和”号在太阳与恒星比较研究领域的科学价值。相关成果已发表于国际学术期刊《天体物理学报》，为从恒星整体Hα光谱数据中解析出恒星大气活动爆发源区的相关物理过程提供了关键线索。
