太阳的高层大气由磁场和稀薄的等离子体和组成，磁场的磁压是等离子体气压的几十倍到数千倍。日冕大尺度磁场主要分为闭合的日冕环和半开放的磁场（见图1）。其中，闭合日冕环连接太阳表面正负磁极，里面充满密度温度相对比较均匀的等离子体；而半开放式的磁场可以从太阳表面延伸到行星际空间，等离子体可以通过开放磁场源源不断地泄露出去形成太阳风。

日冕中会形成各种由磁场主导的波导（waveguide）。闭合日冕环能够捕获大气运动中的能量，形成驻波，有两种形式：横向摆动（磁场主导的驻波），纵向气体波动（流体主导的驻波，类似于声波）。我校空间科学与应用技术研究院袁丁博士建立了日冕环中的驻波模型，并计算了原子发射谱线，预测只有成像观测才能有效探测驻波（Yuan et al 2015, ApJ 807,98）。最近，又与印度天文物理研究所（Institute of Astrophysics, Bangalore）合作，利用太阳动力学望远镜（SDO）大气成像阵列（AIA）, 在半开放式的日冕环中首次发现类似声波的驻波（见图2）。该驻波形态类似笛子的发声原理，由半开放式波导束缚声驻波，通过小孔控制震动频率，发出不同的声调。该结果发表在国际顶级期刊Astrophysical Journal的快报（Pant, Tiwari, Yuan, Banerjee et al ApJL, 847, L5），并被美国天文学会（AAS）的新发现快报报道。

相关文章：
Yuan et al 2015: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/807/1/98
Pant et al 2017: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa880f/meta
AAS Nova: http://aasnova.org/2017/09/18/featured-image-waves-in-a-coronal-fan/

图1：太阳高层大气中各种封闭与半开放磁场结构。

图2：沿着半开放磁力线，等离子体对密度的扰动随时间的演化表现出驻波形态。