涡旋运动，从大尺度的太阳龙卷风到小尺度的涡流，已经在太阳大气层多个高度被观测和检测到。大量的模拟和观测研究都表明这些涡旋运动会伴随或激发多种模式的MHD波，可能对太阳上层大气加热发挥着重要作用。近些年来，关于光球层和色球层小尺度涡流的自动检测及物理参数的研究已取得了显著的进展。然而，对于太阳光球层涡流在不同区域分布的倾向性以及涡流运动的起源深度的研究尚有不足。

近日，团队成员刘佳佳教授及研究生谢权等人利用自主开发的涡流自动检测软件ASDA从大约1小时、共225帧瑞典1米太阳望远镜（SST）630.25 nm宽带观测的太阳光球层图像中检测到了8424个涡流。平均每帧检测到37.6个涡流，涡流平均半径为307.1km，平均旋转速度和扩张速度分别为1.07 km·s^-1和0.21 km·s^-1。同时，他们发现逆时针和顺时针旋转的涡流的特性无明显差异。

    研究团队绘制了这8424个涡流在观测图像中的数密度分布图（图1a）。相较于图1a，图1b只绘制了高密度区域（P≥3），图1c则只展示低密度区域（P≤3）。同时图1c,d中的白色网络结构代表图像中的中米粒组织通道。结果表明，涡流经常发生（多于3次）的区域主要位于中米粒组织通道。

图 1：(a) 中的颜色表示所有8424个旋涡的数密度。(b) 类似于(a)，但仅绘制数密度大于或等于 3 的区域，其他像素均设为深灰色。红色圆圈表示被检测到的旋涡包围的空缺区域，尺度与中颗粒组织尺度相当。(c) 仅显示密度为 1 或 2 的位置。白色点勾勒出整个观测期间的中米粒组织结构。(d) 类似于(c)，但仅显示密度大于或等于 3 的位置。

研究团队还进行了进一步细致研究。他们定义了标准：一个涡流与中米粒组织通道的重合像素点数。他们采取不同的标准判断一个涡流是否位于中米粒组织通道（例如：N_c ＞2, 3, 4, 5），计算了涡流位于中米粒组织通道的比率。

研究结果表明，在不同的判断标准下，真实比例都位于随机比率区间以上。这表明研究结论“涡流频繁出现在中米粒组织通道间”不是出于偶然。同时，研究团队还计算了p值，十分接近于0（<0.05），表明研究结论在95%置信水平是可靠的。这一结果为光球层小尺度涡流的激发机制以及太阳光球层小尺度湍流运动起源深度的研究提供了新思路。

      相关研究成果以“Photospheric Swirls in a Quiet-Sun Region”为题，发表于国际权威学术期刊《The Astrophysical Journal》。论文第一作者是中国科学技术大学硕士研究生谢权，指导老师和通讯作者是中国科学技术大学的刘佳佳教授。合作者包括欧洲航天局Chris J. Nelson 研究员、谢菲尔德大学Robert Erdelyi教授和中国科学技术大学汪毓明教授。该研究获得了中国科学院战略先导专项（XDB0560000）、国家重点研发计划（2022YFF0711402）和国家自然科学基金（NSFC 12373056, 42188101）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad99d4