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太陽極區磁場是太陽磁場的重要組成部分，對日冕結構、太陽風分布、日冕物質拋射傳播等具有重要影響。目前，對太陽的絕大多數觀測局限于黃道面，太陽兩極處于日面邊緣。受投影效應、臨邊昏暗等因素的影響，太陽光球極區磁場的測量存在較大不確定性，制約了對日冕物質拋射（CME）等空間天氣事件的建模預測能力。
為此，中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣全國重點實驗室馮學尚研究員團隊利用自主研發的 AMR-SIP-CESE 太陽風模式，在之前對天問一號等衛星觀測到的 2021 年 12 月 4 日 CME 事件的研究基礎上（Ma et al., 2024, Yang et al., 2025），進一步系統模擬研究了不同太陽極區磁場強度對 CME 從太陽傳播至火星附近的影響（如圖1所示）。
圖 1. 不同太陽極區磁場條件下 CME 從太陽至火星傳播演化。該圖顯示，隨著太陽極區磁場增強，CME 傳播速度減慢、空間尺度減小，到達 BepiColombo 和 MAVEN/Tianwen-1 附近的時間明顯延遲。
通過分析太陽風結構、CME 傳播及膨脹過程、CME受力機制等，發現：1）增強太陽極區磁場會明顯影響背景太陽風結構，使太陽風密度升高、磁場增強，日球電流片趨于平坦，并削弱黃道面附近的高速太陽風流；2）增強極區磁場會減緩 CME 的徑向傳播，并抑制其橫向和徑向膨脹，使其到達 BepiColombo 和 MAVEN/Tianwen-1 附近的時間出現延遲；3）當極區磁場在極點處增強 6 G 時，CME 的平均傳播速度和膨脹速度均降低約 200 km/s，CME 體積減小約一半；4）受力分析結果表明，增強極區磁場對CME內部力的平衡產生微小變化，但會顯著影響作用于CME表面的力。在較大日心距離處，背景太陽風的磁壓力會接近甚至超過氣動阻力，從而產生強烈的約束效應，阻礙CME的運動及膨脹。
這項研究定量揭示了太陽極區磁場在調控 CME傳播演化的作用，為太陽極軌天文臺（夸父二號）的科學目標三認知太陽系空間天氣過程做預研。相關結果發表于The Astrophysical Journal，入選美國天文學會 AAS Nova 欄目的近期太陽物理研究亮點。美國天文學會 AAS Nova 網站旨在重點介紹 AAS 期刊近期發表的一些有趣的研究成果，意在為作者獲得更廣泛的曝光，并為天文學研究者和愛好者提供涵蓋廣泛天文領域的近期研究摘要。
研究受到科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金面上項目等聯合支持。論文第一作者為中國科學院國家空間科學中心博士生張瀟，通訊作者是楊利平研究員和馮學尚研究員。
文章鏈接：
Zhang, X., Yang, L., Feng, X., Tian, H., Ma, M., Shen, F., He, J., Zhang, M., Zhou, Y., Wang, Z., Ma, X., & Zhang, W. (2026). Influence of Solar Polar Magnetic Fields on the Propagation of Coronal Mass Ejections. The Astrophysical Journal, 1000, 200, doi:10.3847/1538-4357/ae4c54.
AAS Nova 報道鏈接：
https://aasnova.org/2026/04/27/monthly-roundup-science-of-the-sun/
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