太阳磁场理论外推研究进展

太阳磁场是研究太阳物理的关键。目前对太阳磁场的精确测量只限于光球层。对日冕磁场结构的了解,则多是以观测的光球磁场作为边界条件,在某种理论模型下进行外推。势场模型、线性无力场模型和非线性无力场模型是无力场假设下的三种理论外推模型。文章介绍了太阳磁场理论外推的基本方法和最新进展,和对三种模型中使用较多的外推方法,列举了它们在天文研究中的一些应用,同时也简略讨论了外推方法中存在的一些问题。     

太阳表面磁场的分布与演化研究进展

太阳磁场、较差自转和内部对流使得日面磁场与磁活动在很大的时间尺度和空间尺度范围均表现得相当复杂.其中最有名的是太阳活动的11年周期,或22年磁周期.在较小时间尺度上,从几秒到几小时,有时太阳大气中会发生一些壮观的爆发事件,如耀斑、日珥爆发、日冕物质抛射等.所有这些形式的事件都与太阳磁场紧密关联.简单评述了太阳磁场起源与观测方法,重点论述了不同尺度太阳磁场的空间分布与演化,介绍了从太阳磁活动现象统计得到的有关太阳磁场的几个典型特征,同时讨论了进一步研究的方向.     

1981年4月1日日面4N耀斑环系的光学前兆与活动特征

根据云南天文台太阳色球H_α和相应的光球黑子观测以及磁场测量,并结合有关X—ray资料等,对1981年4月1日日面4N大耀斑进行了部份测量和分析。结果表明,该耀斑为环系;光球浮现磁流和黑子扭曲、挤压和剪切运动是触发该耀斑的直接原因。而活动的黑子光桥又是浮现磁流的一种重要标志;耀斑环或带与磁场位形密切相关;耀斑后在运动空间原位置处光球又浮现出部份磁流;卵形暗条内预示能爆发大耀斑。     

太阳宁静区磁元的空间结构

利用怀柔太阳磁场望远镜,我们对太阳宁静区光球和色球磁场进行了观测。日面中心到边缘的观测表明,太阳宁静区中的小尺度磁结构在从光球到色球的扩展过程中变化不大。日面边缘的观测表明,小尺度磁结构的水平分量在光球和色球都不大。对极区和赤道边缘纵向磁场的比较发现,极区磁场与赤道边缘磁场有着不同的磁结构特性     

太阳磁场观测研究

简要回顾了近几年国际上太阳磁场研究的一些重要进展，包括耀斑与磁切和电流的关系，电流螺度和磁螺度，磁场拓扑性，三维磁场外推，色球磁场研究，日冕磁场研究，内网络磁元，磁流和振荡，极区磁场观测以及色球磁元观测等方面内容，同时也介绍了怀柔太阳观测站最近所取得的主要成果，自20世纪90年代以来，YOHKOH高分辨率的太阳X射线数据，SOHO的多波段大尺度观测，TRACE的高分辨太阳过渡区资料，为研究太阳磁场从内部到距离几十太阳半径处的大范围演化提供了依据，高效的空间资料结合长期的地面资料，将是正派推动太阳磁场研究的重要手段和必然趋势。     

基于Lyot滤光器的NVST磁像仪光学系统设计

我国1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)能够实现优于0.2″的高分辨成像观测,但还不具备高分辨磁场的常规观测能力。很多磁结构和太阳活动都存在于较小的尺度,需要进行高分辨磁场测量。1 m新真空太阳望远镜的台址具备优良的视宁度,若磁像仪具备快速调制能力,并配合高分辨统计重建技术,有望实现亚角秒分辨率的太阳磁场测量。1 m新真空太阳望远镜测量磁场面临的主要问题包括折轴光路带来的时变偏振、望远镜姿态变化和风载带来的光轴偏移以及湍流的影响等多种问题。针对太阳磁场高分辨观测的需求及1 m新真空太阳望远镜面临的太阳磁场测量问题,详细分析了1 m新真空太阳望远镜太阳光球磁场的测量需求,制定了磁像仪的基本参数,提出了偏振分析器需求,设计了光球磁场的高分辨观测方案。最后利用ZEMAX光学设计软件为磁像仪设计了光路,结果显示光学设计能够满足高分辨成像的需求。     

考虑热传导和焦耳耗散对太阳爆发事件的进一步研究

考虑焦耳耗散和热传导效应后对太阳爆发事件作进一步研究．数值结果表明,焦耳加热效应使等离子体团温度升高,热传导则将热量从高温区向低温区传输,同时考虑焦耳加热与热传导效应,模拟结果与作者1996年的结论（磁岛的运动方向与浮现场的温度、密度有关．磁岛向上运动撤离计算域或向下运动淹没于光球层,分别有向上或向下的高速流与之相对应）基本类似．这不仅揭示了磁通量对消与高速流产生的动力学原因、对红移、蓝移分量的非对称性作出合理解释,而且能更好地体现爆发事件中高速流的观测特征．     

太阳活动区的磁场观测

我们利用北京天文台太阳磁场望远镜在1983年投入试观测期间取得的资料,对该年6月份的一群黑子的磁场以及耀斑作了综合分析,得到一些结论。以光球纵场为边界条件,计算了常α无力场。根据挤压无力场耀斑模式,我们认为耀斑爆发的能量,来自异极性黑子的相互靠近。磁中性线的扭曲程度,反映了无力场的状态。     

太阳爆发活动多波段高分辨观测

<正>太阳大气中时刻发生着各种各样的爆发活动现象,例如耀斑、暗条爆发、喷流、日冕物质抛射以及各种磁流体力学波动现象等.过去的大量观测研究表明,太阳磁场在各种爆发活动现象中都起着决定性的作用.由于许多太阳爆发活动现象都会对地球空间环境和人类生活产生巨大影响,对太阳爆发活动现象的研究和预报都具有非常重要的现实意义.另外,太阳是距离地球最近的恒星,也是人们唯一可以近距离观测的恒星.太阳爆发活动现象的研究,对其它恒星的研究也具有重要的参考价值.     

基于MDI/SOHO合成图的全球磁场外推

用势场方法和格林函数解构造了三维日冕磁场.相关的边界条件是所观测的光球磁场以及光球上2.6个太阳半径的开放场(源表面).所用的光球数据来自高精度的MDI/SOHO观测(2″/像素,1桢/98min).这种外推方法可以用来分析太阳大事件在大尺度上的可能触发机制.作为一个例子,我们分析了活动区NOAA9077的外推日冕场,发现它们的形态与EIT/SOHO的日冕观测相符很好.结合全日面Hα演化,我们推测来自活动区9082的一次激波扰动应该是导致2000年7月14日大耀斑和日冕物质抛射的触发原因,该扰动沿着外推所得到的一个磁环系统直接传到大耀斑爆发位置.