太阳光球层的塞曼层析成像——基于 Hinode 观测重建的三维表面结构

AIMS：通过一种新颖的三维光谱偏振反演与重建技术，分析太阳光球层的热力学和磁场结构。METHODS：基于高分辨率、混合极性的磁对流模拟，我们利用人工神经网络（ANN）模型来近似合成斯托克斯光谱与大气参数（如温度、视线（LOS）速度和 LOS 磁场）分层结构之间的非线性逆映射。这种方法不仅允许我们在反演过程中纳入更可靠的物理机制，还能实现在绝对几何高度尺度上的反演，从而能够将各个视线分层结构组合起来，获得观测区域的完整三维重建（层析成像）。RESULTS：磁对流模拟数据以及 ANN 反演结果均已经过适当处理，适用于 Hinode 卫星的光谱偏振观测。我们首次展示了 Hinode 观测到的宁静太阳区域的三维层析重建结果（温度、LOS 速度和 LOS 磁场）。重建区域覆盖了光球层中约 12000 公里乘 12000 公里的视场以及 510 公里的高度范围。在三维重建中可以识别出大量不同尺度的结构。我们分析的低通量区域（$B_{mag} = 20G$）显示出许多具有数百高斯磁场强度的“管状”磁结构。这些结构中的大多数随高度迅速减弱，只有少数较大结构能在光球层上部保持较高的磁场强度。