近期，中國科學(xué)院紫金山天文臺“夸父一號”衛(wèi)星科學(xué)團隊取得了進展。該團隊利用“夸父一號”衛(wèi)星載荷萊曼阿爾法太陽望遠鏡（LST）的全日面成像儀（SDI）觀測數(shù)據(jù)，獲得了萊曼阿爾法（Lyα）波段卡林頓圖，并用于科學(xué)分析。相關(guān)成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）上。該團隊提出了基于深度學(xué)習(xí)自動識別日冕物質(zhì)拋射（CME），并跟蹤與三維重建CME的方法。相關(guān)成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志增刊系列》（The Astrophysical Journal Supplement Series）上。該研究利用SDI全日面觀測數(shù)據(jù)，生成直接由觀測得到的Lyα波段卡林頓圖，并考慮太陽較差自轉(zhuǎn)的影響。進一步，研究考慮到太陽爆發(fā)活動通常伴隨日面Lyα輻射增強，以耀斑/CME發(fā)生時的日面觀測數(shù)據(jù)替換相應(yīng)區(qū)域的全日面數(shù)據(jù)，使卡林頓圖更具實時性和準(zhǔn)確性。研究通過比較實際觀測得到的卡林頓圖與從極紫外30.4 nm波段通過經(jīng)驗公式推導(dǎo)得到的卡林頓圖，發(fā)現(xiàn)兩者的輻射強度在日面活動區(qū)的相對誤差可達60%。結(jié)果表明，相較于推導(dǎo)得到的卡林頓圖，利用SDI數(shù)據(jù)得到的卡林頓圖能夠提供更準(zhǔn)確的入射輻射信息。CME是太陽大氣中最劇烈和規(guī)模最大的太陽活動現(xiàn)象之一，也是災(zāi)害性空間天氣的主要驅(qū)動源。CME的識別分割、跟蹤和三維重構(gòu)對物理研究以及空間天氣環(huán)境的監(jiān)測都很重要。該團隊提出了基于深度學(xué)習(xí)分割CME并自動跟蹤和三維重建CME的方法。該系統(tǒng)可分為分類、分割、跟蹤和三維重構(gòu)四個模塊?？蒲腥藛T收集了SOHO衛(wèi)星的LASCO C2白光日冕儀觀測數(shù)據(jù)，手動標(biāo)注了CME圖像分割數(shù)據(jù)集。結(jié)果顯示，從評價指標(biāo)和分割可視化兩個角度看，該語義分割模型在測試集上的表現(xiàn)均優(yōu)于現(xiàn)有的CAMEL I方法。該模型能夠分割出更精細的CME結(jié)構(gòu)，并減少異常噪點。同時，該模型直接應(yīng)用到STEREO衛(wèi)星COR1-A日冕儀上，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和泛化能力。在跟蹤模塊中，該研究提出的跟蹤算法解決了多個CME的分離難題。該團隊發(fā)布了二維的COR1-A CME自動化目錄，提供了更為可靠的CME物理參數(shù)，包括三維的傳播方向和速度。在三維重構(gòu)模塊中，該團隊將跟蹤結(jié)果與偏振比技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)并公布了單視角三維CME目錄。未來，這一算法有望應(yīng)用于“夸父一號”衛(wèi)星的日冕儀（LST/SCI）觀測數(shù)據(jù)，為基于SCI數(shù)據(jù)的科學(xué)分析提供事件列表。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）的支持。論文鏈接：1、2