用日全食光谱探测太阳中低层大气对局部热动平衡的偏离

在太阳大气不同层次连续光谱中叠加有丰富的发射线或吸收线,对这些谱线轮廓进行反演分析可以探测太阳大气的化学成分和物理状态.太阳大气的色球及过渡区由于其密度低难以建立热动平衡,建立相应的大气模型需要采用非局部热动平衡(Non-Local Thermodynamic Equilibrium,N-LTE)理论.根据相对偏离因子计算来研究太阳中低层大气偏离局部热动平衡(Local Thermodynamic Equilibrium,LTE)分布的情况.首先对日全食观测过程中得到色球和过渡区不同高度形成的两条光谱数据进行反演,得到确定观测谱线的参数信息,如连续谱源函数、谱线源函数、多普勒宽度和由此推出的等效动力学温度;根据这些反演出的谱线参量计算出二维视场内每个空间采样点偏离LTE状态的定量结果;其次,根据用于观测的积分视场单元光纤排布阵列重构出辐射强度、等效动力学温度和相对偏离因子二维分布.结果显示:在局部小区域,温度分布和相对偏离因子的分布存在较强相关性,而与辐射强度分布无明显相关.从两条谱线导出的等效温度和相对偏离因子分布存在明显的差异.这两种二维分布揭示出太阳大气某些小尺度区域具有较强的结构性和复杂性,为进一步理解太阳中低层大气物理提供了一种新的视角.     

太阳大气温度极小区的周期性变化初探

从１９７４年起,基特峰天文台几乎每月定期对太阳大气的Ｋ线及其他一些谱线进行观测记录,以往对Ｋ线的研究表明：Ｋ１形成于温度极小区（ＴＭＲ）,Ｋ１到线心的距离以及Ｋ１的强度分别与温度极小区的位置和温度密切相关,对基特峰Ｋ值线轮廓的有关数据以及最近数十年的太阳黑子数进行了研究,发现：全日面Ｋ线轮廓的Ｋ１到线心的距离随时间的变化与太阳黑子数的变化是同步的,而对于日面中心（可视为宁静太阳）的Ｋ线轮廓而言,Ｋ     

太阳黑子本影振荡的多波段观测

基于多波段的观测数据, 研究了黑子本影振荡在太阳大气不同高度或温度的振荡特征. 目标黑子发生在2017年9月15日, 位于活动区12680. 多波段的观测数据包括AIA (Atmospheric Imaging Assembly)的极紫外成像及IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph)的紫外光谱和成像. 在太阳黑子的本影位置, AIA 1700 Å 光变曲线的振荡周期约为(4.2士0.8) min,而AIA 1600 Å、171 Å和193 Å光变曲线的振荡周期约为(2.8士0.3)min. IRIS的Mg II h和k谱线及远紫外成像(2796 Å)都表现为(3.1士0.5) min的准周期振荡,而谱线Si IV 1393.76 Å的振荡周期约为(2.9+0.4)min.观测结果说明黑子本影的振荡周期随着太阳大气高度的升高而逐渐减小.较短的周期可认为是3 min振荡,很可能与黑子本影上方的慢磁声波有关,它起源于温度极小区并向上传播到日冕.较长的周期可解释为光球的5 min振荡,与太阳的P模振荡有关.     

日冕物质抛射基本物理参数的统计特征

日冕物质抛射(CME),是太阳大气中尺度最大,最为壮观的太阳活动现象.自1971年12月14日,人类第一次观测到CME以来,CME受到了越来越多的关注,许多空基日冕仪和地面设备对其观测得到了丰富的观测资料.但是,直到现在,CME的基本物理参数研究中还是存在一些不确定性,当然其中也受观测设备局限性的制约.该文综述了近年来CME基本物理参数的统计特征--速度、加速度、角宽度及纬度等--研究的新进展,指出了这些基本物理参数中存在的一些问题,并提出了今后日冕物质抛射研究中要加强的一些重大问题.     

关于叶式辉:“日珥的生长曲线”一文的管见

叶式辉同志的“日珥的生长曲线”一文提出后,曾经过多次讨论.今将笔者个人对这篇文章的一些意见写在下面:1.本文第二节理论生长曲线的计算实际上是早已存在的,其图形和本文一样(见A.Uns ld:Physik der Sternatmosph ren,2~(te) Auflage,Kap.X,§73,SS288-293,1955).这是很普通的一条生长曲线.过去是对吸收线作的.叶文的发射线轮廓形式[文中(1)     

太阳低层大气内小尺度活动——埃勒曼炸弹和微耀斑的物理特性和理论解释

随着观测的时间分辨率和空间分辨率的提高,近年来已发现和仔细研究了很多小尺度的太阳活动现象.它们的物理过程同复杂激烈的爆发现象有许多共同之处,因而可以为研究有复杂结构的激烈爆发现象(如耀斑和日冕物质抛射等)提供重要线索;同时,它们对太阳大气的加热可能有重要贡献,因而对理解太阳大气的加热机制有重要意义.太阳小尺度活动现象可...     

日珥的生长曲线

一、前言自从20世纪30年代以来,生长曲线方法在天体物理学中广泛使用,取得了许多有价值的成果.在日珥的光谱研究中,闵纳尔特(M.Minnaert)和斯洛布(C.Slob)首先用H_a 和 HeD_3两条谱线的强度画出生长曲线.布鲁克(H.A.Brück)和摩斯(W.Moss)重复了他们的工作.不久前,麦耳尼科夫和茹拉甫列夫用两条巴耳未(Balmer)线的强度决定生长曲线.这三项工作的共同点是仅根据两条谱线观测强度的比较,得出日珥的生长曲线.在这篇文章中,我们考虑日珥     

日面中心和边缘谱线总吸收的比较

一、引言研究谱线特性从太阳圆面中心向边缘的变化,对于发展吸收线理论和太阳大气结构理论具有很大的意义.研究表明,上述谱线特性变化不大,但在没有日食时所进行的研究由于大气散射光的存在而变得困难.由于散射光的影响,从日面中心来的光就迭加在边缘的象上,因此其它性质的辐射就混杂到边缘的辐射中去.这样,边缘的真实光谱就被歪曲了,因而也就减小了中心和边缘光谱的差别.在一般条件下,消除这种混合是不可能的.在日环食时对这     

太阳大气磁精细结构的射电探讨

太阳大气磁场的研究对于太阳大气物理及太阳活动研究是十分重要的。目前探测光球以外的日够以球，过渡区磁场的几乎唯一办法，是在紧密联系其他频说段取得的信息基础上使用射电观测。根据在微波，米波段有关辐射机制和传播过程，介绍了推导磁场讯息的基本射电方法。     

内日冕的绿线强度分布研究

日冕是太阳大气活动的关键区域, 是日地空间天气的源头. 受观测限制, 对日冕低层大气等离子体结构和磁场状态的研究非常欠缺, 国际上对于可见光波段日冕低层大气的亮度分层研究很少. 利用丽江日冕仪YOGIS (Yunnan Green-line Imaging System)的日冕绿线($\rm Fe_{\Rmnum{14     

多条太阳光球FeI线在磁场中形成及形成深度的综合分析(Ⅰ)

针对多通道滤光器太阳磁场望远镜的磁场观测定标及掌握(所采用的)谱线特征之需要,取VAL宁静太阳大气模型计算了7条Fel光球线的Stokes轮廓、形成深度、贡献函数分布,从而较为系统地对多条反常及正常Zeeman线的特征及性质作出了分析与总结,解释了在磁光效应影响下Stokes Q,U参量的形成深度曲线在近线心区域处出现陡峭峰值的原因。     

平场数据采集间隔对莱曼阿尔法太阳望远镜平场精度的影响分析

莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)是先进天基太阳天文台(ASO-S)卫星的载荷之一,它包括白光太阳望远镜(WST),全日面太阳成像仪(SDI)和日冕仪(SCI)等仪器. 1991年Kuhn, Lin和Loranz提出的方法(简称KLL方法)是WST和SDI在轨平场定标的方法之一.为了研究WST和SDI的平场定标精度对KLL方法的相邻位置时间间隔的敏感性,使用太阳动力学观测卫星(SDO)的日震和磁成像仪(HMI)及太阳大气成像仪(AIA)的全日面成像观测数据测试和分析在使用KLL方法时相邻位置时间间隔对所得平场精度的影响.结果显示在LST使用KLL方法进行平场定标时,相邻位置时间间隔越短越好.具体分析表明,WST平场精度对相邻位置采样时间间隔不敏感,而SDI时间间隔需要在240 s范围内.分析结果对卫星姿态调整到稳定所需的时间给出了一定限制.     

太阳大气等离子体的电流研究

该文讨论了太阳大气等离子体中电流的成因和对各种爆发活动的作用和影响,对目前的研究现状和存在的问题进行了分析讨论,指出虽然磁场是太阳物理观测和研究的关键要素,但是电流也是理解能量的传输与耗散、不稳定性的驱动和激发、等离子体的加热和粒子加速等太阳物理过程的重要概念.该文还提出了一个定性的改进电路模型,认为电流主要产生于太阳内部的发电机过程,同时电路在日冕部分的环形磁场位型也将产生部分新经典电流,通过磁通量管流入太阳大气,并在日冕区域通过磁场重联等过程释放能量.对该模型尚待解决的问题也进行了简单讨论.     

基于SIFT特征检测和密度峰值聚类的太阳活动区自动检测算法研究

太阳活动区是太阳大气中产生各种活动现象的区域,精确地检测和识别太阳活动区对理解太阳磁场的形成机制具有极为重要的科学意义.根据太阳活动区结构较为复杂的特点,基于尺度不变特征变换(ScaleInvariant Feature Transform, SIFT)和密度峰值聚类(Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks,DPC)算法的优越性,提出了一种太阳活动区的自动检测和识别方法.首先,对太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)日震和磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)的纵向磁图进行对比度增强;然后采用SIFT方法提取出全日面磁图中的特征点;最后利用DPC算法将特征点进行聚类,从而自动检测和识别出太阳活动区.研究结果表明, SIFT和DPC算法相结合的方法可以在不需要人工交互的情况下准确地自动检测出太阳活动区.     

内日冕的绿线强度分布研究

日冕是太阳大气活动的关键区域,是日地空间天气的源头.受观测限制,对日冕低层大气等离子体结构和磁场状态的研究非常欠缺,国际上对于可见光波段日冕低层大气的亮度分层研究很少.利用丽江日冕仪YOGIS(Yunnan Green-line Imaging System)的日冕绿线(Fe_ⅩⅣ5303?)观测资料,对内日冕区域(1.03R_☉-1.25R_☉,R_☉表示太阳半径)亮结构及其中冕环进行了有效的强度衰减分析.对亮结构的强度在太阳径向高度上进行了指数衰减拟合,比较这些拟合结果发现所得到的静态内冕环的衰减指数在一固定值附近.然后将比较明显的冕环提取出来,通过对不同高度的绿线强度进行指数拟合,得出的衰减指数与亮结构中也比较相近,这对进一步研究日冕中的各项物理参数演化提供了参考.     

冲浪动力学Ⅱ——冲浪的下降运动

利用“冲浪动力学”(文[1])中提出的冲浪运动基本物理图象和公式,并考虑到如下两点:1.局部区域磁场变弱;2.当冲浪底部下降至太阳大气稠密区时,计及大气阻力对冲浪物质运动的影响,从而成功地解释了冲浪下降相的动力学特征.     

冕环振荡的物理特征研究

太阳动力学观测站(Solar Dynamics Observatory,SDO)上的太阳大气成像仪(Atmospheric Imaging Assembly,AIA)利用谱线Fe IX 171 (A)在2010年10月16日对整个日面进行了连续的高分辨率观测,获得了高质量的数据.这些高质量的数据提供了仔细研究冕环振荡的样本.通过分析这份数据,发现活动区NOAA 1112在此期间爆发了一个M2.9级的耀斑.该耀斑触发了太阳表面的多个冕环产生强烈振荡.其中最为明显的两个振荡冕环呈现出截然不同的振荡特征.位于西492 Mm,南170 Mm(简称W492/S170,后面出现的坐标位置均采取这种标注)处的冕环做周期为pA0 =385 s的简谐振荡,其振荡方程为x=2.2sin[2π55(t-768)],其中t为时间,单位为s;而位于W559/S142处的冕环则是一种典型的阻尼振荡,其阻尼振荡周期为Pf =449 s,相应的振荡方程可表示为x=24.8e-2π/342tsin[2π/449(t-1128)].     

旋涡黑子的日面分布

本文绘出旋涡黑子的缠绕方向于1970—1978年内在日面南、北半球的分布,它反映出太阳大气的较差自转对黑子磁场的扭绞形态发生了作用。本文还揭示出太阳活动区中上浮磁力管的扭转矢量(或电流)的分布于某一时期内,在南、北两半球面上,大致是同方向的。并且这个矢量方向似乎发生周期性变化,其原因尚不清楚。     

旋涡黑子的日面分布

文本给出旋涡黑子的缠绕方向于1970—1978年内在日面南、北半球的分布,它反映出太阳大气的较差自转对黑子磁场的扭绞形态发生了作用。本文还揭示出太阳活动区中上浮磁力管的扭转矢量(或电流)的分布于某一时期内,在南、北两半球面上,大致是同方向的。并且这个矢量方向似乎发生周期性变化,其原因尚不清楚。     

几颗目视双星的分光光度研究

本文利用在苏联克里米亚天文台122厘米望远镜上取得的四对目视双星:γAriAB,γAndAB,ν~1ν~2Dra 和βCygAB 的光谱片,用氢线的轮廓及等值宽度和金属线的生长曲线方法求得了它们的大气的一些物理数据,最后并对所得的结果作了筒短的讨论。本工作的目的在于利用我们有的几颗目视双星的光谱片进行分光光度测量,试图获得关于它们的大气的物理数据。但由于光谱片的色散度过小(见后文)以及星数不多,所得的结果只能看成是初步的,而且只关系到本文所提及的几对星。