剧烈的太阳爆发活动如日冕物质抛射(CME)和耀斑可驱动日冕激波。众所周知，激波是空间中粒子加速的重要场所。但是，低能量电子由于回旋半径很小，要获得有效的加速并不容易。由于单次激波加速所得能量十分有限，通常需要一些机制（如激波涟漪、湍流等）将电子约束在激波附近，使其发生多次反射和加速。我们所研究的问题是，在日冕激波传播过程中，大尺度的日冕磁场对激波的电子加速过程会起到什么样的作用？其中，闭合磁场的效应很容易理解。我们知道，不同空间尺度的闭合磁场在日冕中几乎无处不在，表现为冕流和冕环等结构。当激波扫过闭合磁场时，可形成一种磁塌缩结构(collapsing magnetic trap)，被捕获其中的电子则可通过多次反射和加速获得较高能量。这里，我们选择了可代表太阳活动低年情况的冕流状日冕磁场。
利用试验粒子方法，我们模拟了一球面日冕激波在扫过冕流状日冕磁场时的电子加速情况。计算表明，大尺度激波-磁场位形，尤其是激波面与磁力线的相对曲率大小，是决定电子加速效率和高能电子分布的一个重要因素。在较低高度，激波曲率大于磁力线曲率，电子加速主要在激波侧翼；在较高高度，激波曲率变得相对较小，电子加速集中于激波鼻端。参见下面图1和图2。并且，由于在较高高度时激波和闭合磁场构成了磁塌缩位形，此时电子加速效率明显高于在激波侧翼的情况。计算还发现，所得高能电子的能谱近似幂律谱，并随激波传播先变硬后变软。
被加速的高能电子可激发射电辐射。不同的局地磁场位形和高能电子特征导致射电辐射在射电频谱图上表现为I-V型射电暴。射电波段是研究太阳活动的一个重要窗口。比如，II型暴是空间中激波的最佳示踪器。但是，高能电子的来源、射电辐射的源区性质以及激发射电辐射的物理机制等基本问题仍未完全解决。本工作的计算结果表明大尺度磁场-激波几何位形对电子加速具有重要作用，电子加速的有效区域（即射电暴源区）可能随激波传播而沿激波面不断变化，这意味着仅仅依靠射电频谱推断激波或射电源的速度有时可存在较大误差。
该研究结果已被The
Astrophysical Journal接受，将于近期发表。这一研究得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持。（Electron Acceleration at a Coronal Shock Propagating Through a
Large-scale Streamer-like Magnetic Field, Xiangliang Kong, Yao Chen, Fan Guo,
et al.,论文链接http://adsabs.harvard.edu/abs/2016arXiv160208170K）
图1：激波传播到不同高度（由图中蓝色圆弧代表）时的高能电子分布情况。图(a)-(c)中分别给出了>5、>10和>20倍初始能量(E0)的电子。
图2：不同激波-磁场位形下电子加速的示意图，蓝色和黑色曲线分别表示激波和磁力线。图(a)为较低激波高度时，电子加速主要在激波侧翼；图(b)高度时，在激波侧翼和顶部电子加速都可发生；图(c)为较高高度时，电子被束缚于闭合磁力线顶部而获得加速；图(d)表示在开放磁场区，在激波侧翼由于准垂直位形也可加速电子。
