2021年夏天，风云三号E星（FY-3E，即“黎明星”）成功发射。该卫星搭载了我国首台空间太阳望远镜——太阳X射线极紫外成像仪（X-EUVI）。2021年10月28日，X-EUVI望远镜清楚地观测到，日冕中产生了一次非常壮观的、全球尺度的扰动。这种扰动现象一般称为极紫外波（EUV wave），也被形象地叫做太阳上的“海啸”。

极紫外波约20年前由欧空局的SOHO卫星发现，其发生多与大尺度太阳爆发活动有关。目前，人们对极紫外波的物理本质还存在争论。此外，极紫外波是在日冕观测中发现的，它的三维传播特征是怎样的，目前也还鲜有研究。本次X-EUVI观测到的极紫外波是由第25太阳活动周第二个X级耀斑所伴随的日冕物质抛射（CME）驱动的。结合X-EUVI和国外望远镜的双视角、多波段协同观测，国家卫星气象中心、北京大学、山东大学、中科院国家天文台和长春光机所的研究团队通力合作，揭示了这一太阳“海啸”的物理本质及其三维传播规律。

除了FY-3E 外，美国SDO、STEREO-A卫星和GONG望远镜也捕捉到这次太阳爆发。图1展示了极紫外波出现之前的日冕图像，耀斑发生在活动区AR12887内，随后10分钟左右出现极紫外波。研究团队发现，该事件同时出现在极紫外的多个波段（195 Å、193 Å、171 Å、304 Å）和Hα图像中（图2），表明该事件影响了太阳大气的多个层次。这样的观测在过去极为罕见。一些学者曾猜测日冕观测中的极紫外波和色球观测中偶尔出现的全球性扰动——莫尔顿波（Moreton-Ramsey waves，通常在Hα波段观测到）是同一现象在太阳大气不同层次的反映。本次观测为这一猜想提供了强有力的支持。

            图1 SDO/AIA 193 Å和FY-3E/X-EUVI 195 Å波段观测的太阳图像

图2 不同波段的差分图（时间差是2分钟）显示了极紫外波的传播。黑色、白色、蓝色、红色虚线分别表示波锋在SDO/AIA 193 Å、171 Å、304 Å和GONG Hα差分图中的位置

不同波段的图像反映了太阳大气不同高度的信息，如193 Å和304 Å波段观测到的波锋分别来自日冕和过渡区。此外，STEREO-A卫星因不在地球附近，所以可以提供对日观测的另一个视角。通过分析不同波段图像中波锋的不同位置和传播特征，结合双视角的观测，研究团队获取了该极紫外波的三维传播特征（图3）。结果表明，该极紫外波的波锋可能呈穹顶状，它在沿着太阳表面的传播过程中是向前倾斜着的，即日冕图像中的波锋领先过渡区图像中的波锋。另外，研究还发现该极紫外波的初始传播速度大于500 km s-1，并伴随着较大的减速度，说明该极紫外波本质上最可能是CME驱动的快模磁流体力学激波。

图3 从下往上是三个不同时刻波锋的位置，从左往右分别是SDO/AIA 304 Å、STEREO/ EUVI 304 Å、FY-3E/ X-EUVI 195 Å、STEREO/ EUVI 195 Å波段的差分图（时间差为2.5分钟）。蓝色符号表示重构波锋三维传播时选取的点位置，可以获得不同波段的波锋高度

相关论文已发表在The Astrophysical Journal上。这是基于X-EUVI望远镜的观测数据发表的第一篇科学论文，论文团队主要包括风云卫星的业主单位国家卫星气象中心、X-EUVI望远镜的研制单位中科院长春光机所和该观测的科学支撑单位北京大学和国家天文台。该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的支持。

论文信息：Hou, Zhenyong; Tian, Hui; Wang, Jing-Song; Zhang, Xiaoxin; Song, Qiao; Zheng, Ruisheng; Chen, Hechao; Chen, Bo; Bai, Xianyong; Chen, Yajie; He, Lingping; Song, Kefei; Zhang, Peng; Hu, Xiuqing; Dun, Jinping; Zong, Weiguo; Song, Yongliang; Xu, Yu; and Tan, Guangyu; Three-dimensional Propagation of the Global EUV Wave associated with a solar eruption on 2021 October 28. The Astrophysical Journal, 2022, 928, 98 (DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac590d)