近日，中國科學院雲南天文台在《天文物理學期刊》上發表了最新研究成果，描繪了太陽高層大氣（日冕和色球層）反常加熱的完整物理圖像。太陽日冕的反常加熱高溫是現代天文學八個難題之一，而色球層的反常加熱是太陽物理的謎團之一，它們都導致了異常高溫，也就是太陽上層大氣距離太陽越遠，溫度反而越高。

對此雖然有一些理論猜測，但太陽高層大氣整體如何被加熱，仍然沒有完整的物理圖像。

本研究採用從結果到原因的逆向思維，先研究高層大氣的特徵，再確定與各類磁場（原因）的關聯。

研究將全日面高層大氣視為已經被反常加熱後的整體，因為它們一直長期保持著反常的高溫，因此必需且最合適的研究方式是分析長時間序列的全日面觀測。

此外，本研究首次透過分析長時間序列的Ca II K線全日面綜合圖，以及長時間序列的全日面的日冕綠線強度圖，明確地回答了它們如何被反常加熱的問題。

研究人員發現，在太陽色球層中相對平靜的區域，熱量的主要來源是交織成網狀的磁場，這種磁場結構能有效地阻止帶電粒子、熱能以及某些波從色球層頂部向外逃逸，而太陽色球層中相對活躍的蝶形區域，既會從活躍區和瞬現區的磁場中汲取熱量，還會汲取這些磁場在日冕中產生的下行能量。

根據研究，整個色球被磁場加熱的完整圖像是：

寧靜色球主要由網場加熱，它們的冠層結構磁位形在很大程度上阻止了帶電粒子、熱能和一些波從色球層頂部逃逸；

呈蝴蝶圖狀的活動色球由活動區磁場和瞬現區磁場加熱，以及由它們在日冕中產生的能量向下傳播加熱，瞬現區磁場對活動色球加熱的貢獻明顯大於活動區磁場；

寧靜色球的加熱是整個色球加熱的主體。

整個日冕被磁場加熱的完整影像是：

寧靜日冕主要由網絡場加熱；

呈蝴蝶狀的活動日冕由活動區磁場和瞬現區磁場加熱，瞬現區磁場對活動日冕加熱的貢獻明顯大於活動區磁場；

活動日冕比寧靜日冕受熱更明顯。

研究顯示，活動區磁場與瞬現區磁場的加熱導致活動色球與活動日冕空間分佈上呈現蝴蝶圖、時間上呈現與太陽活動周同相位的長期演化特徵；

網絡場的加熱導致整個背景（寧靜）色球與背景（寧靜）日冕空間上全日面分佈、時間上呈現出與太陽活動週反相位的長期演化特徵。

圖1：色球不同強度與太陽黑子活動週的關係。紅色點是Ca II K線強度範圍內的點數，藍色點是Ca II K線強度範圍內的總強度。

圖2：日冕不同強度與太陽黑子活動週的關係。紅色點是日冕綠線強度範圍內的點數，藍色點是日冕綠線強度範圍內的總強度。