太阳极区磁场是太阳磁场的重要组成部分，对日冕结构、太阳风分布、日冕物质抛射传播等具有重要影响。目前，对太阳的绝大多数观测局限于黄道面，太阳两极处于日面边缘。受投影效应、临边昏暗等因素的影响，太阳光球极区磁场的测量存在较大不确定性，制约了对日冕物质抛射（CME）等空间天气事件的建模预测能力。
    为此，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室冯学尚研究员团队利用自主研发的 AMR-SIP-CESE 太阳风模式，在之前对天问一号等卫星观测到的 2021 年 12 月 4 日 CME 事件的研究基础上（Ma et al., 2024, Yang et al., 2025），进一步系统模拟研究了不同太阳极区磁场强度对 CME 从太阳传播至火星附近的影响（如图1所示）。

图 1. 不同太阳极区磁场条件下 CME 从太阳至火星传播演化。该图显示，随着太阳极区磁场增强，CME 传播速度减慢、空间尺度减小，到达 BepiColombo 和 MAVEN/Tianwen-1 附近的时间明显延迟。

    通过分析太阳风结构、CME 传播及膨胀过程、CME受力机制等，发现：1）增强太阳极区磁场会明显影响背景太阳风结构，使太阳风密度升高、磁场增强，日球电流片趋于平坦，并削弱黄道面附近的高速太阳风流；2）增强极区磁场会减缓 CME 的径向传播，并抑制其横向和径向膨胀，使其到达 BepiColombo 和 MAVEN/Tianwen-1 附近的时间出现延迟；3）当极区磁场在极点处增强 6 G 时，CME 的平均传播速度和膨胀速度均降低约 200 km/s，CME 体积减小约一半；4）受力分析结果表明，增强极区磁场对CME内部力的平衡产生微小变化，但会显著影响作用于CME表面的力。在较大日心距离处，背景太阳风的磁压力会接近甚至超过气动阻力，从而产生强烈的约束效应，阻碍CME的运动及膨胀。
    这项研究定量揭示了太阳极区磁场在调控 CME传播演化的作用，为太阳极轨天文台（夸父二号）的科学目标三认知太阳系空间天气过程做预研。相关结果发表于The Astrophysical Journal，入选美国天文学会 AAS Nova 栏目的近期太阳物理研究亮点。美国天文学会 AAS Nova 网站旨在重点介绍 AAS 期刊近期发表的一些有趣的研究成果，意在为作者获得更广泛的曝光，并为天文学研究者和爱好者提供涵盖广泛天文领域的近期研究摘要。
    研究受到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等联合支持。论文第一作者为中国科学院国家空间科学中心博士生张潇，通讯作者是杨利平研究员和冯学尚研究员。

来源：国家空间科学中心