利用 SDO/HMI 观测重建太阳活动区次表层三维磁结构

太阳活动区（AR）是在对流层中形成的三维磁结构，其性质对于浮现后决定日冕结构和太阳活动至关重要。然而，我们对其浮现前的详细三维结构知之甚少，这主要受限于以往仪器较低的观测频率和灵敏度。在此，利用太阳动力学天文台（SDO）上日震与磁成像仪（HMI）提供的45秒高频观测，我们首次得以重建 NOAA 11158 活动区的三维数据立方体，推断其详细的次表层磁结构，并刻画其磁连通性与拓扑。此项任务借助图像叠加方法和先进的三维可视化技术完成。我们发现该活动区由两个主要双极，即四个主要极性组成。每个极性在三维空间中呈现出有趣的树状结构，即极性的根部表现为单一的树干状管，而顶部则有多个分支，由更细更小的磁通量管组成，这些分支连接到同样呈碎片化的相反极性的分支。四个极性的根部沿一条直线排列良好，而顶部分支则略微不共面。我们的观测表明，一个活动区即使表面看起来高度复杂，也可能起源于一个简单的直磁通量管，该磁通量管在穿过对流层上升的过程中经历了水平和垂直方向的分叉过程。