本网讯（物理学院）中国的太阳神“东君”也长了“雀斑”。两千年前中国先人看到太阳黑子，一百六十年前欧洲学者看到米粒组织。米粒组织和黑子是太阳光球的两类基础结构，其中米粒组织由明亮的米粒与围绕它的暗径构成，被认为是对流层顶部的对流元胞在光球层的体现。黑子是太阳表面的强磁场区域，具有抑制对流运动的作用，故温度和亮度都低于太阳宁静区。除此之外，是否存在其它新的基础结构？近日，bat365中国官方网站物理学院张军教授团队及合作者，使用抚仙湖观测站一米新真空太阳望远镜（NVST）在TiO波段观测的高分辨率宁静太阳光球数据，探测到太阳光球中还有另一类基础结构——“雀斑”（Granular Spot），并研究了这些“雀斑”的演化和性质。
图1：太阳“雀斑”在光球中的分布及其时间演化
基于云南天文台NVST在TiO波段观测的3组高分辨率光球数据，我们使用双阈值自动识别技术在太阳表面探测到2407个“雀斑”。这些“雀斑”较为均匀地分布在宁静光球区域，但在磁场较强区域的数密度低于弱磁场区域的数密度（图1a和b）。通过检查这些“雀斑”的演化，我们发现“雀斑”的形成机制可以分为两类：米粒的自然消退（GS 1；图1c）和爆发米粒（Exploding Granule）中心暗点的膨胀（GS 2；图1d）。同时，我们注意到它们的消失与新浮现米粒或周围米粒的演化有关。
图2：太阳“雀斑”与米粒的比较
为揭示这些“雀斑”的性质，我们对其面积、寿命和亮度比进行了统计分析，并与太阳米粒参数进行了比较。此外，结合搭载在太阳动力学天文台（SDO）上的日震与磁成像仪（HMI）测量的数据，我们也对二者所处区域的磁场、温度及多普勒速度进行了统计与比较分析（图2）。结果表明“雀斑”和米粒是两类具有显著差异的现象：“雀斑”的面积虽然比米粒大2.2倍，但寿命仅有米粒的一半；米粒既位于弱磁场区域也位于强磁场区域，而“雀斑”几乎都位于弱磁场区域；“雀斑”的亮度比米粒的亮度低16%；“雀斑”的温度比米粒的温度低65 K；大部分的“雀斑”所在的区域（81.20%）呈现出红移信号（即该区域为下降流区域）。基于这些观测特征，我们提出了一个维像模型（图3）来解释“雀斑”的形成机制。
本研究表明在一些米粒“死亡”后，会在太阳光球中留下约2分钟的“雀斑”。这一现象既与对流运动无关也与强磁场无关，其揭示了太阳表面的米粒并不是循环往复、持续不断的，即对流层顶部的对流运动有时也会出现短暂地停滞，这一现象的发现也为描绘恒星对流层的物理图像提供了新的观测约束。
图3：太阳“雀斑”两类形成机制的示意图
相关成果以“Granular Spots in the Solar Photosphere”为题发表在国际学术期刊《The Astrophysical Journal Letters》上。论文的第一作者为安徽大学博士生童绍选，通讯作者为安徽大学张军教授，合作者还包括中国科学院云南天文台金振宇研究员。该项研究获得了国家自然科学基金面上项目的支持。
