太阳IV型分米波爆的波-波非线性相互作用机制

本文提议了太阳IV_(dm)型爆发的波-波非线性相互作用机制及其频谱的数值计算方法.假设Iv_(dm)型爆发源位在太阳日冕0.6 R_⊙地方,磁场强度为4G—23G的一个磁瓶.它捕获在爆炸相期间受到加速的非热电子(E_0=100keV).这些各向异性的非热电子同时激发朗谬尔波和哨声波.这两种波的非线性结合过程产生了lV_(dm)型爆发的横波.数值计算1972,8,2,0330的频谱与观测符合较好.两者比较得到非热电子数密度随频率(高度)的分布,还得到IV_(dm)型爆发源中的平均电子数密度为372/cm~3,源中的总的非热电子数为10~(32).这比迥旋-同步加速机制所需的非热电子数少1—2量级.文中还谈到了哨声波调制朗谬尔波导致分米波爆随时间振荡的可能性.     

太阳射电IV型爆发U形谱的产生机制

本文提出了质子耀斑爆发相期间太阳射电Ⅳ型爆发U形谱的形成机制:U形谱系由Ⅳ_μ塑爆发频谱和Ⅳ_dm型爆发频谱两部分组成,舞一爆发的频谱是由非热电子(l00keV2McV)的迥转-同步加速辐射和热电子的迥转共振吸收所产生;这种非热电子,与质子是在爆发相期间同时受到加速的。在取爆发源体积为圆柱体的近似下,对1972年8月7日的Ⅳ_μ型爆发和Ⅳ_dm型爆发的射电流量密度进行了数值计算,计算结果同观测结果比较符合。从Ⅳ_μ型爆发到Ⅳ_dm型爆发的偏振旋向反转是由于两个源中磁力线的反向平行所引起的。文中还讨论子Ⅳ型爆发U形谱同质子事件之间的关系。     

太阳耀斑非热电子动力学研究

主要讨论太阳耀斑过程中非热电子动力学过程的理论模型以及在硬X射线和射电波段的观测特征。现在广为接受的非热电子动力学过程的模型是"俘获+沉降"模型,由电子的加速、注入、沉降、俘获及能量损失5个部分组成。射电和硬X射线爆发是非热电子在输运过程中与磁场、背景等离子体及其产生的波等相互作用的产物,是非热电子动力学过程的即时反映。通过分析射电和硬X射线辐射的流量、谱和成像特征,可以研究非热电子的空间分布和时间演化,研究非热电子输运过程中发生的碰撞、辐射、散射、波-波、波-粒相互作用等物理过程,研究耀斑磁场、背景等离子体特征,进而为太阳耀斑的磁场结构、太阳大气分布、磁重联模型的研究提供理论和观测依据。     

迴旋同步加速辐射的一些特性

本文给出了不同能谱指数Γ的非热电子,在不同传播方向的迴旋同步加速辐射的发射因子h_(1,2)(s,θ)的详细结果。其结果表明,对同一谐波数s而言,h_(1,2)(s,θ)随着θ值(波矢量k与磁场方向Η的夹角)的增加或Γ值的下降而增加,而对同一θ和Γ值而言,h_(1,2)(s,θ)还随着s 的增加而迅速下降,而当Γ=1时,h_(1,2)(s,π/2)随着s的增加而下降的程度十分缓慢,表明在横传播条件下,非热电子具有比似纵传播高得多的发射能力,其相应的辐射流量密度要比似纵传播高出几倍。 采用 Sturrock 的耀斑爆发源模型,计算了θ=π/2情况下的迴旋同步加速辐射的射电爆发谱。我们发现对具有Γ=1的非热电子的低次谐波辐射,分别在Ⅳ型爆发的300MHz和9000MHz附近有个峰值,而在他们的高频端的低次谐波的迴旋同步加速辐射遭到强烈的迴旋共振吸收而使辐射迅速下降,从而形成两峰一谷的U型射电爆发谱。 计算表明,1972年8月4日的大爆发,很可能是一团具有能谱指数为1.5,总数为10~(32)—10~(34)的非热电子,在横传播条件下的迴旋同步加速辐射和热电子的迴旋共振吸收机制产生的。     

日冕磁场和重联的射电信号

总结了近期用射电频谱仪（高时间和高频谱分辨）和野边山射电日像仪（高空间分辨）以及国内外其它空间和地面设备分析日冕磁场和重联的系列工作。主要结论可归纳为：1）在Dulk等人（1982）的近似下自恰计算射电爆发源区磁场的平行和垂直分量，并首次得到该磁场在日面的两雏分布。2）为了考虑非热电子低能截止的影响，必须采用更严格的回旋同步辐射理论来计算。结果表明：低能截止和日冕磁场对计算有明显的影响，而其它参数（包括背景温度、密度、高能截止和辐射方向）的影响均可忽略。因此，对低能截止和日冕磁场必须联立求解。3）射电爆发中的精细结构可能反映了射电爆发源比较靠近粒子加速（磁场重联）的区域，利用高时间和高频率分辨的频谱仪和高空间分辨的日像仪联合分析，可以确定精细结构的源区位置，从而确定粒子加速（磁场重联）的准确时间和地点。     

用粒子模拟方法研究离子声波

<正>向传播朗缪尔波被离子声波散射是太阳射电Ⅲ型暴基波和谐波激发的重要过程.使用粒子模拟方法对电子束流激发朗缪尔波的过程进行了模拟,同时对产生的反向朗缪尔波、朗缪尔波2次谐波和朗缪尔波通过非线性过程产生的离子声波的性质进行了分析研究.为了更好地研究离子声波,模拟时单独计算了由离子扰动引起的电场.模拟计算了不同初始参数下产生的离子声波强度,发现离子的温度和质量对离子声波的产生有重要作用,验证了反向朗缪尔波与离子声波的相关性.同时在模拟中验证了朗缪尔波的衰变过程,确认了离子声波对反向朗缪尔波的放大作用.     

从太阳硬X射线和微波爆发频谱推断总电子数

用非均匀模型,对１９８１年４月２７日０８００１Ｔ大耀斑进行了分析。从硬Ｘ射线和微波爆发的观测频谱出发,在假定周围离子密度ｎｉ＝３×１０１０／ｃｍ３的情况下,计算得到两者的总电子数ＮＸ和ＮＲ是近似相等的。这表明,至少对这个耀斑,两者的非热电子可能有同样的分布。此外,文中也分析了ＮＲ提高了１０３－１０４倍的原因可能在于磁场的非均匀性和源中的磁场值较小。     

从太阳硬X射线和微波爆发频谱推断总电子数

用非均匀模型,对１９８１年４月２７日０８００ＵＴ大耀斑进行了分析,从硬Ｘ射线和微波爆发的观测频谱出发,在假定周围离子密度ｎｉ＝３×１０＾１０／ｃｍ＾３的情况下,计算得到两的总电子数ＮＸ和ＮＲ是近似相等的。这表明,至少对这个耀斑,两的非热电子可能有同样的分布。此外,中也分析了ＮＲ提高了１０＾３－１０＾４倍的原因可能在于磁场的非均匀性和源中的磁场值较小。     

电子回旋脉■和太阳微波毫秒级尖峰辐射

本文提出由非热电子(60keV)的空心束(hollow beam)分布激发回旋脉降作为太阳微波毫秒级尖峰辐射的产生机制。文中求得了非常波模二次谐波的增长率及其随时间的变化、脉泽的饱和时间、饱和波能密度及脉降辐射的方向特征。 结果得到,当磁场强度B=507G,等离子体数密度n_(?)=4×10~9cm~(-3),电子温度T_e=1.4×10~6K,非热电子数密度与热电子数密度之比(n_s/n_e)≈4×10~(-5),磁场标高时,将在2.84GHz频率上产生高亮温度(T_b≈5×10~(15)K)的毫秒级尖峰辐射。     

电子回旋脉泽不稳定性驱动的太阳射电辐射机制

在解释天体爆发过程中的短时标相干射电辐射现象方面,非热电子驱动的回旋脉泽辐射得到了广泛应用.在以往的研究中,一个关键条件是非热电子具有各向异性速度分布,从而有效激发回旋脉泽不稳定性.然而,观测显示太阳和其他天体的非热电子经常呈现负幂律谱形式的能量分布.非热电子的这种负幂律能谱特征会严重抑制回旋脉泽不稳定性放大率,因此,进一步研究非热电子的负幂律能谱分布行为,能拓宽电子回旋脉泽辐射机制的适用性,很好地发展天体射电辐射机制理论.最近研究结果显示,负幂律谱电子的低能截止行为可以有效地激发电子回旋脉泽辐射,从而拓宽了其在天体物理研究中的应用范围.     

晚型恒星宁静微波辐射的一种产生机制

本文提出具幂津谱分布的非热电子在多重偶极子磁场中产生回旋同步辐射是晚型恒星宁静微波辐射的一个可能机制。文中假设有10—20个磁偶极子随机地分布在恒星光球之下,非热电子与背景热电子数密度之比<10~(-3),并且在非热电子分布中引入了与其寿命有联系的因子。由此计算并分析了回旋同步辐射谱和偏振性质,并获得了辐射源的空间分布特性。     

从硬X射线和微波爆发频谱推断的两种太阳耀斑高能电子谱指数的异同

从观测频谱资料出发表明谱极大两边的能谱指数在不同的模型中有不同的结果．在均匀的射电源模型下,光厚边的谱指数几乎与电子能谱指数无关;而从光薄边的谱指数得到的电子能谱指数δR远小于X射线的δX.因此均匀源模型下两者的能谱指数是不同的．在使用非均匀源模型时,无论是从光厚边还是从光薄边的潜指数,得到的电子能谱指数都是等同于X射线的,即δR=δX.这从能谱指数的角度上,从实测资料论证了两者的非热电子分布可以是同样的．并以1981年4月27日0800UT的爆发为例,计算了非均匀射电源的参数。表征磁场梯度的αB值为2．0-4.5,源中的最大磁场为207—440G,3GHz的射电源的球壳大小为（0．9-4．6）×109cm．     

由多频射电爆发探讨太阳白光耀斑的起源问题

从射电运动Ⅳ型爆发的特征和多频射电爆发开始时序的分析可以看出这个伴生的白光耀斑和射电爆发同是由低日冕的加速电子激活,可能通过非热电子沉降能量于色球层,产生了色球层压缩波,又经二步能量传输过程过程中在上光球导致ＷＬＦ。通过对共生事件的分析,并与已知的二类ＷＬＦ的观测特征作了比较,提出该ＷＬＦ可能属于二类的混合型,并提出了ＷＬＦ可能存在射电辐射的必要条件。     

2015年11月4日太阳射电爆发干扰导航信号事件中的X射线先兆分析

太阳射电爆发是无线通讯特别是卫星导航通讯的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1 415 MHz点频的流量达到了峰值5 800 SFU(Solar Flux Unit,太阳射电流量单位,1 SFU=10~(-22) W/(m~2·Hz)),位于日下点的欧洲全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和瑞典的航空导航系统均受到了影响。分析了此次事件产生源活动区的X射线流量变化与射电流量变化之间的时间关系;通过比对,X射线的流量抬升时间较射电阈值有30 min的提前量。随后讨论了提前量之间的物理背景,即软硬X射线分别对应热电子和非热电子辐射,而非热电子是产生能够造成此类空间天气事件射电爆发的物理条件,X射线由软转硬的过程中流量的抬升变化,为进一步防控这类空间天气事件提供了一种有效的手段。     

视超光速射电节点的频谱演化：持续供能的喷流—激波模型

本提出一个持续供能的喷流－激波模型来解释视超光速射电节点频谱演化的普遍特性。理论计算指出，射电爆发频谱的反转频率Ｖｍ和频谱极大流量Ｓｍ之间的关系具有典型的３阶段演化方式，并且与类星体３Ｃ３４５中观测到的视超光速节点Ｃ４的演化行为相当好地符合。令Ｓｍ∝Ｖｍ＾ζ，则在上升阶段ζ〈￣－３；在平坦变化阶段ζ≈０，而在衰减阶段ζ≈１，爆发幅度和流量极大的迟后时间对频率的关系ΔＳｍａｘ（Ｖ）和Δｔ（Ｖ），都     

视超光速射电节点的频谱演化:持续供能的喷流—激波模型

本文提出一个持续供能的喷流—激波模型来解释视超光速射电节点频谱演化的普遍特性．理论计算指出，射电爆发频谱的反转频率νm和频谱极大流量Sm之间的关系具有典型的3阶段演化方式，并且与类星体3C345中观测到的视超光速节点C4的演化行为相当好地符合．令Sm∝ν，则在上升阶段ζ≤3；在平坦变化阶段ζ≈0，而在衰减阶段ζ≈1．爆发幅度和流量极大的迟后时间对频率的关系△Smax（ν）和△t（ν），都具有Blazar天体中观测到的射电爆发的普遍形式．本文提出的激波模型，考虑到驱动气体的持续注入和激波后等离子体的绝热膨胀．因此提供了对相对论喷流中激波形成和演化的物理原因更深入的理解．并对Blazar天体中视超光速节点频谱演化提出了新的解释．     

由多频射电爆发探讨太阳白光耀斑的起源问题

从射电运动Ⅳ型爆发的特征和多频射电爆发开始时序的分析可以看出这个伴生的白光耀斑（ Ｗ Ｌ Ｆ） 和射电爆发同是由低日冕的加速电子激活,可能通过非热电子沉降能量于色球层, 产生了色球层压缩波, 又经二步能量传输过程在上光球层导致 Ｗ Ｌ Ｆ。通过对共生事件的分析, 并与已知的二类 Ｗ Ｌ Ｆ的观测特征作了比较, 提出该 Ｗ Ｌ Ｆ 可能属于二类的混合型, 并提出 Ｗ Ｌ Ｆ 可能存在射电辐射的必要条件     

脉冲型耀斑中阿尔芬波湍流加速3He和重离子机制探讨

基于在^3He丰富事件中，高能^3He和重离子具有相似的幂律谱分布这一观测结果，通过数值求解Fokker-Planck方程，探讨经阿尔芬波湍动速后的离子分布随时间的演化特征。计算结果表明：加速源区的等离子体密度和阿尔芬波湍动能量密度对粒子能谱分布起主要作用，如果取加速源区等离子体密度n=(0.1-1)10^10cm^-3、磁场强度B=50-100Gs、湍动能量密度为0.4-2ergs cm^-3，则在1秒左右的时间内，湍动阿尔芬波能够将^3He和重离子加速到10MeV/nucleon量级，能谱指数为2.0-3.5。理论计算与观测结果基本一致。     

叠加在微波爆发上的快速尖峰群事件

本文介绍了北京天文台观测到的太阳射电10厘米波段的毫秒级快速精细结构(FFS)中一类有长持续时间的尖峰(我们称毫秒时标记录上陡升陡降图形为“尖峰”,称秒级时标的记录上的陡升陡降图形为“脉冲”)群事件。这一类微波毫秒尖峰群(MMS)事件具有一系列显著的特点: 1)它在秒级时间常数的慢速记录上常常对应一8S型(持续时间小于1分钟的脉冲)的爆发。因而利用脉冲的频谱特性,对这一类微波爆发中的毫秒精细结构的特征及可能的机制进行探讨,以弥补目前只能在一个波段上观测FFS事件的缺陷。 2)这一类脉冲爆发具有从低频向高频的频漂(正的频漂),而且频漂的速率随频率带增加而增加。 3)脉冲的幅度在波长8—10厘米间受到强烈的衰减。 4)脉冲群中的每一脉冲的极大频率及起始频率从高频逐渐移向低频,意昧着激发源逐渐上升。估计上升速度约为50公里/秒。 5)这类脉冲常常出现在有δ型磁结构、最大磁场强度大于2500高斯的复杂活动区中,可能有不同级别的耀斑与之对应。 6)这类脉冲与硬X线爆发事件、分米波段快速频漂事件及“BLIPS”事件见文[7]有密切的关系。 7)这一类微波快速尖峰群事件可以解释为来自耀斑-爆发事件中形成的电子加速中心的快速非热电子流向下运动穿入一耀斑环激起的电子迴旋脉泽辐射。     

太阳短厘米波爆发中双重准周期脉动现象产生的可能机制

1990年5月23日0400—0451UT期间在遥隔两地的南大天文台与北师大天文台和北京天文台用时间分辨率1s和10ms分别在波长3.2cm、2cm和10.6cm上进行了太阳射电爆发的同时观测.发现了短厘米波爆发中的双重准周期脉动现象.本文根据这些观测资料连同S.G.D.发表的有关射电、光学和软X射线(SXR)耀斑等数据,提出了一个在耀(斑)环内非热与热辐射过程中由于相互作用而触发Alfven波和快磁声波的振荡模型,用来解释太阳短厘米波爆发中相关性很强的双重准周期脉动的起因和观测特征,并由此计算出爆发源区的平均物理参量T,N,B值。