近期，《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）在線發表了中國科學院雲南天文台博士研究生梁昱、研究員屈中權和北京大學合作者的研究成果。該研究依託北京大學大視場折射式日冕紅線望遠鏡，利用2017年美國日全食期間觀測到的日冕紅線數據，提出了一種高精度的日冕圖像配准配准方法並獲得了日冕紅線的成像偏振信息。
通過日冕紅線偏振數據和MLSO/Kcor的白光偏振數據的對比分析，研究人員提出了在日冕暗腔區域紅線輻射可能存在偏振的觀測證據。
對偏振測量來說，由於探測器只對強度信號有響應，在通常情況下，偏振測量需要多次調制才能實現。在多次調制過程中，圖像的穩定性將直接影響偏振測量精度。因此，圖像的高精度配准對成像偏振測量尤為關鍵。需要注意的是，可見光波段的日冕圖像的高精度配准比較困難，其原因是日冕圖像通常較昏暗、低信噪比、缺乏高頻信息且高動態范圍。將傳統的圖像配准方法（如基於高頻尺度不變特徵變換算法、基於特徵統計的交叉相關算法和相位相關算法）用於2017年日全食期間的日冕紅線圖像配准時，效果均不理想。即使經過LoG，Sobel， Laplace，homomorphic等算子增強銳化後，上述算法的配准結果效果仍不能讓人滿意。
針對上述問題，研究人員將盲退卷積和噪聲自適應模糊均衡算法應用於日冕紅線圖像的增強中，結合CC算法，最終取得較高精度的日冕圖像配准結果。通過日冕偏振圖像的配准結果，研究人員獲取了高精度的成像偏振信息。如圖2所示，左側四幅子圖顯示的是傳統CC算法配准後的解調結果，在月亮邊緣處表現出明顯的跳躍，偏振的方位角信息Sin 2P也表現出一些細節特徵，這些都是異常的，原因是此次日全食的遮擋率是1.0306，而月亮邊緣的偏移量已超出了該范圍，故CC算法配準的結果明顯不可靠。相對而言，研究人員提出的配准算法獲得了較好的配准結果。
理論上，日冕紅線輻射是非偏的，歷史上為數不多的幾次觀測結果幾乎都不支持紅線具有偏振信息，但實踐是檢驗真理的唯一標準。通過分析對比2017年日全食期間的日冕紅線的偏振觀測資料和相同時間的白光偏振數據（K冕），研究人員發現，在太陽西側的一個暗腔區域，日冕紅線的偏振特徵發生了突變，而該變化在K冕和電子密度中均無對應的表徵，這從側面證明了日冕紅線在該區域輻射可能存在偏振。
比較遺憾的一點是，由於採用的是成像偏振觀測，並沒有紅線附近波段連續譜偏振信息，因此，連續譜和日冕紅線的偏振無法區分，故無法定量的分析日冕紅線的偏振信息。然而，通過對比K冕的偏振輻射和日全食期間觀測的紅線偏振輻射數據，可以定性判斷譜線的偏振信息。研究人員認為，該發現對認識日冕偏振的復雜性及禁線偏振理論提出了新挑戰。
研究工作得到國家自然科學基金委國家重大科研儀器研製項目和青年項目、天文聯合基金重點項目、中科院院級科研儀器設備研製項目等的資助。
圖1.2017年8月21日日冕合成圖像，前三幅子圖坐標系為標準太陽坐標，第四幅子圖為極坐標形式。左上圖：Fe X 6374埃 日冕紅線增強圖和Fe IX 171埃 紫外圖像的合成圖像（日面為171埃，日冕為6374埃，採集時間17:17 UT）。右上子圖：SDO/AIA RGB 合成圖像（紅色通道代表211 埃 數據，採集時間01:24:09 UT，綠色通道代表193 埃 數據，採集時間01:24:04 UT，藍色通道代表171 埃 數據，採集時間 01:24:33 UT）；左下子圖：從內到外，依次為Fe IX SDO/AIA 171埃（17:17 UT），紅線Fe X 6374埃（17:17 UT）和SOHO/LASCO C2（17:24 UT） 白光日冕數據，該合成圖中，AIA和LASCO C2數據的合成通過JHelioviewer軟體實現；右下子圖：左下子圖的極坐標形式
圖2.通過不同配准算法獲得的偏振解調結果。日冕紅線（FeX 6374 埃）的原始數據獲取時間是從17:17:06 UT 到17:17:54 UT。圖中的白色斜線代表太陽的自轉軸，標注了太陽正北的方向。左側的四幅圖代表通過傳統CC配准算法後偏振解調的結果，右側的四幅圖代表通過研究人員提出的配准算法後偏振解調的結果。Q/I代表Stokes Q/I的結果，U/I類似，DLP代表線偏振度，Sin 2P代表偏振方位角信息
圖3.通過北京大學大視場折射式日冕紅線望遠鏡以及MLSO/K-Cor數據得到的日冕紅線強度、偏振亮度、白光偏振亮度、電子密度的診斷結果，數據獲取時間是17:17 UT，這些圖像都已經旋轉維標準的太陽坐標系。左上圖：代表 Fe X日冕紅線的輻射強度（已增強）；右上圖：日冕紅線的偏振亮度輻射（已增強）；左下圖：K冕的輻射；右下圖：通過K冕反演出的電子密度
來源：中國科學院雲南天文台
來源：cnBeta
