揭示太阳新发现！北大田晖Science再发文！
揭示太阳新发现！北大田晖Science再发文！
近日，北京大学地球与空间科学学院教授田晖领衔的合作团队在国际权威期刊《科学》（Science）发表重要研究成果，首次初步实现了日冕磁场的常规测量，揭示了日冕磁场在约8个月时间内的演化规律。这一突破性进展不仅为太阳物理研究提供了新的观测手段，也为理解太阳活动和空间天气预报带来了重要启示。
图：田晖团队领衔初步实现日冕磁场的常规测量。图中黑白部分为太阳极紫外图像，彩色部分展示的是测量的日冕磁场强度分布（Science, 386, 76, 2024）
从海外求学到归国发展
2010年，田晖在北京大学获得理学博士学位后，前往美国国家大气研究中心（NCAR）做博士后研究。2012年，他被哈佛-史密松天体物理中心邀请，成为IRIS卫星科学团队的主要成员之一。然而，在美国的工作经历让他深刻认识到，作为中国籍学者，他在科研生态链的上游领域（如卫星探测原创思想的提出和工程任务的推动）受到诸多限制。
2015年，在多位师长的邀请下，田晖选择回到北京大学地球与空间科学学院，开启了新的学术篇章。他深知，要推动中国空间科学的发展，关键在于提升自主创新能力，掌握核心技术。
回国后的科研突破
回国后，田晖带领团队在多个研究方向取得重要突破。他们基于云南抚仙湖一米新真空太阳望远镜（NVST）与美国IRIS卫星的联合观测，发现了磁重联有效加热太阳低层大气的证据；利用中国“天眼”（FAST）探测到迄今最清晰的红矮星射电暴精细结构；首次基于郭守敬望远镜搜寻到星冕物质抛射信号；利用“夸父”一号卫星和46.5nm极紫外太阳成像仪等设备观测到耀斑电流片中大量的双向等离子体团；利用“羲和”卫星等的观测揭示了太阳大气中三维扇脊零点磁场结构的形成过程。
图：在学术会议上发言
田晖的重要成果之一是对2012年美国《科学》杂志评选出的当代天文学八大未解之谜之一“为什么日冕那么热”的回应。通过IRIS卫星的观测数据，他与合作者发现低层大气中普遍存在的小喷流（色球针状物）在往外传输的过程中可能被加热，从而为日冕源源不断地供应百万度高温的等离子体。这一发现为日冕加热问题提供了新的解释框架。
图：太阳针状物的产生与加热。背景为日冕极紫外图像，层叠图从下到上分别是黑色方框内的光球纵向磁场、光球辐射、色球辐射和日冕辐射图（Science, 366, 890, 2019）
推动自主观测设备建设
田晖深知“工欲善其事，必先利其器”的道理。他积极推动我国自主观测设备的建设和升级。2016年，他意识到太阳高过渡区（太阳大气中10-80万度的区域）可能是未来太阳探测的一个重点，随后在中科院空间科学先导专项的支持下开展了预研。2020年，他与中科院国家天文台邓元勇、白先勇老师以及同济大学王占山老师决定先期开展46.5nm极紫外太阳成像仪（SUTRI）搭载试验。2021年，田晖团队又与中科院国家天文台、同济大学、中科院西安光机所、微小卫星创新研究院合作，研制了国际首台工作在40-100nm波长范围的窄带成像望远镜。该望远镜2022年7月随中科院空间新技术试验卫星发射升空，成功实现了我国首次太阳过渡区探测。
图：SUTRI望远镜拍摄的一幅太阳过渡区图像（https://sun10.bao.ac.cn/SUTRI/）
教学与人才培养
作为学者，田晖注重将最新的研究进展与学科的发展脉络融入教学之中。他鼓励学生选择与他不太一样的研究方向，培养学生的独立思考能力。他尤为注重培养学生的国际视野，鼓励学生在读期间赴国外一流研究机构联合培养1-2年。
图：陈亚杰是田晖带的第一个博士生
田晖指导的几位学生都取得了不错的研究成果。例如，陈亚杰的多篇论文已被欧洲空间局和美国Science杂志官网选为研究亮点进行报道，近日还荣获国际天文学联合会2022年度优秀博士论文奖；杨子浩博士就读期间就在Science上发表两篇第一作者的论文，并入选了竞争激烈的NCAR/ASP博士后项目。
未来展望
田晖与合作者提出了下一代太阳和恒星极紫外探测的新想法，即“探冕计划”。他们希望通过发射一颗极紫外科学卫星，来探索太阳系内外空间天气的源头——日冕和星冕的活动规律。这一计划旨在填补当前系外极紫外观测的空白，为揭示恒星星冕的爆发规律和系外空间天气如何影响系外行星的大气和磁场提供新的观测手段。
图：田晖在办公室，身后照片是风云三号E星拍摄的我国第一幅太阳极紫外图像
田晖表示：“深空浩瀚无穷，尤显时间珍贵。太阳物理研究不仅关乎科学探索，更是国家科技实力的重要体现。我们期待在未来的日子里，能够为我国空间科学的发展做出更大的贡献。”