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.     

宇宙线直接探测进展概述

宇宙线从发现起至今已超过百年。在20世纪上半叶,大型粒子加速器技术成熟以前,对宇宙线的研究引领着基本粒子物理的发展,从宇宙线研究中取得的多项成果斩获诺贝尔奖。21世纪,宇宙线因其与极端高能的物理规律和暗物质等新物理现象联系密切而绽放出新的活力,宇宙线起源、加速、传播等相关的天文学及物理学问题也备受关注。简述了近年来在空间直接观测宇宙线实验方面取得的进展,以及其对理解宇宙线物理问题的推动。最后概述了中国在相关领域的研究历程和现状。     

高海拔宇宙线观测站LHAASO概况

宇宙线发现百年以来,宇宙线起源仍然是一个谜.研究宇宙线起源主要在甚高能(VHE)伽马射线天文学和宇宙线物理学两个领域交叉展开.新一代高海拔宇宙线观测站(LHAASO)拥有高海拔、全天候和大规模优势,利用多种探测手段对宇宙线开展联合观测,大幅提升对伽马射线和宇宙线的鉴别能力. LHAASO将开展全天区伽马源扫描搜索以大量发现新伽马源,将获得30 TeV以上伽马射线探测的最高灵敏度,将在宽达5个数量级的能量范围内精确测量宇宙线分成份能谱,为揭开宇宙线起源谜团给出重要判据.系统介绍了LHAASO的探测器结构、性能优势和科学目标.     

宇宙线“膝区”物理简介及国内观测研究进展

宇宙线发现100年来极大地推动了粒子物理学、天体物理学的发展,然而其起源、加速和传播的问题依然是宇宙线研究的三个根本问题。宇宙线“膝区”物理的研究是解决宇宙线这些基本问题的途径之一。简要回顾了宇宙线研究的历史和能谱特点;重点阐述了宇宙线“膝区”的实验观测数据以及重要实验组测量的差异和争论的焦点;归纳讨论了解释宇宙线“膝区”成因的四种主要理论模型,并结合最新实验数据说明了第四种成因(新物理过程)的可能性不大;叙述了国内研究者对宇宙线“膝区”物理研究的贡献;最后对宇宙线“膝区”物理研究的前景进行了展望。     

基于暗物质粒子探测卫星的宇宙线直接探测研究

高能宇宙线的起源、加速和传播是重大的前沿科学问题,回答该问题需要对宇宙线的能谱、各向异性以及各类高能天体电磁辐射进行精确观测.通过空间粒子探测器对宇宙线各成分能谱的直接测量是研究宇宙线物理问题的重要手段.中国于2015年底发射并持续运行至今的暗物质粒子探测卫星以其大接受度、高能量分辨率等特点,在宇宙线直接探测方面取得了系列重要成果,揭示出质子、氦核、硼碳和硼氧比例等宇宙线能谱的新结构,为理解宇宙线起源等科学问题提供了新的依据.介绍了暗物质粒子探测卫星的仪器设置、运行状况、科学成果及其物理意义.     

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。     

太阳磁场和速度场二维CCD实时观测系统

我国第一台用于太阳磁场和速度场观测的二维CCD实时观测系统已经在北京天文台怀柔太阳观测站正式研制成功。这套系统的研制成功取代了原有的慢扫描电视观测系统,使太阳磁场望远镜的整体性能得到了较大的提高。几个月来的使用表明,该系统的性能稳定,图像相当清晰,资料可靠无误,     

类太阳恒星磁场的太阳标度

假定太阳是一颗普通的恒星，对太阳磁场的高分辨率观测，则从内禀磁场强度，尺度谱，面积填充因子，成穴分布趋势，双极分布特征和演化时标等多方面，为类太阳恒星磁场测量提供了一个基本标度，本文综述了与恒星磁场测量有关的，太阳磁场若干观测特征，与类太阳恒星测量结果对比表明，类太阳恒星磁场的内禀强度与太阳磁场接近，但面积填充因子大１－２个数量级，这可能真实地反映了恒星磁场的内禀强度成太阳磁场接近，但面积填充因子     

草原上的探日利器 新一代厘米一分米波射电日像仪

现在,许多科学家正专注于太阳活动的研究。研究发现磁场是太阳活动的根源,上世纪80年代我国研制成了太阳磁场望远镜,这使得中国天文学家在太阳磁场研究方面做出了世界同行公认的突出贡献。太阳黑子是强磁场区域,在这里强磁场由光球延伸至色球及日冕中。一般认为太阳活动的爆发性能量释放和粒子加速等过程发生在高层大气色球和日冕中。     

暗物质粒子探测卫星的能量重建和宇宙线质子能谱的分析

宇宙线的观测研究和暗物质粒子的间接探测是高能天体物理领域两个重大研究课题. 自1912年V. Hess发现宇宙线开始, 人类对宇宙线的观测历史已经超过了一个世纪, 传统理论模型预言``膝''区以下能段的宇宙线能谱应服从单一幂率分布, 而近些年的空间和高空气球实验表明10 GeV--100 TeV的宇宙线质子能谱可能存在偏离单一幂律谱分布的重要结构, 这对研究银河系内宇宙线的起源、传播和加速机制具有重要意义. 另一方面, 得益于宇宙线和伽马射线观测精度的提高和观测能段的拓宽, 暗物质粒子的间接探测在国际上受到越来越多的关注, 暗物质粒子可能会发生湮灭或衰变产生稳定的普通高能粒子, 包括正负电子对、正反质子对、伽马射线和中微子等, 进而在宇宙线或伽马射线留下可探测的信号.     

DAMPE的氦核能谱以及高能天体物理研究

<正>宇宙线的研究自19世纪末开始,人们对其已进行了深入广泛的百年探索.近些年人们发现宇宙线在几千亿电子伏特(几百GeV)处存在明显的能谱变硬特征,这一发现跟此前预测的单幂律能谱存在明显的冲突,可能对理解宇宙线加速、传播等物理过程有重要意义.近些年空间宇宙线直接探测实验也触及TeV能段,     

首次太阳磁场和速度场观测与资料分析讨论会(1989年9月15—20日,承德)

1988年9月15日至20日在河北省承德市召开了我国第一次太阳磁场和速度场观测与资料分析专题学术讨论会,来自全国各天文台、站和高校系统的五十多名太阳物理工作者出席了这次会议。同时会议还邀请了美国大熊湖天文台的两位太阳物理工作者介绍了美国近年来太阳磁场和速度场的观测设备和90年代的进展。     

太阳强磁区的精细结构形态

作者希望通过对国内外太阳物理学家多年来在太阳磁场精细结构方面的研究成果的回顾，探讨立足现有和将有的仪器设备，可能和应该从事的高分辨太阳磁场的研究工作。为突出重点，侧重评述１０００Ｇ以上的强磁场精细结构特征及与之相关的亮度特征的精细结构。     

高能宇宙线的各向异性

宇宙线的各向异性是涉及宇宙线的起源、传播和银河系结构的一个重要而有趣的问题。本文详细介绍了字宙线各向异性研究的历史和现状。为便于理解和讨论,我们对于一些重要的宇宙线物理量给出定义和表达法;并对天体物理状况作简单介绍。本文提到几个理论模型,其中一个是我们自己的。显然,宇宙线各向异性问题仍没有完全解决,还需要进行实验和理论研究。     

CCD图像中宇宙线μ子甄选技术

电荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)图像中的宇宙线是来自外太空的高能粒子,它穿过大气层,与大气层中的粒子发生相互作用形成次级粒子,最后落在CCD上。μ子是大气层宇宙线的主要成分,为了研究这些μ子的性质和变化规律,首先需要对图像中的μ子进行甄选。介绍一种快速有效地从图像中甄选μ子的方法,采用拉普拉斯边缘检测法从图像中提取宇宙线候选像素列表,去除其中的坏像素和噪声,然后使用凝聚层次聚类算法将宇宙线像素聚类成宇宙线事件,对宇宙线事件进行特征提取和分类,从中甄选宇宙线μ子。最后对甄选结果进行总结分析。     

太阳风、高能暴粒子、太阳高能粒子和太阳宇宙线的谱指数研究

本文根据卫星提供的1963—1978年太阳风实验资料,将太阳风中的质子流作为极低能宇宙线,则能得到0.3—4kev的质子积分通量—动能曲线,使低能宇宙线的能谱向前推进了约三个数量级。所得的极低能宇宙线能谱亦呈幂律谱,即:J(>E)=A_sE~(-γ),具有双幂指数,约在1kev处发生转折,与低能太阳宇宙线能谱非常类似。 最近,卫星ISEE—3观测到46次与行星际激波相联系的高能暴粒子(ESP)事例,在能域35—53kev的各次质子峰值强度恰好绘于联结两能谱的虚线之中。这样,从太阳风、ESP、太阳高能粒子(SEP)到太阳低能宇宙线的能谱都被连接了起来,对于它们的起源,也能获得合理地很好地解释。     

宇宙线分布、氢分布和宇宙γ射线

本文利用几种典型的银河系宇宙线分布律和星际氢分布律计算单漏模式和双漏模式中的弥散宇宙γ射线谱。结果表明,几种典型的宇宙线分布中,李惕碚的分布律优于其他作者的分布律;星际氢分子数量的取值应当比Gordon值除以1.7更小;只要适当地选择宇宙线分布和氢分布就可得到与观测γ谱相近的理论谱,宇宙线分布和氢分布均可在一定范围里选取。     

我国第一座水上太阳观测站在北京建成

北京天文台在北京北郊怀季水库建成我国第一座水上太阳观测站,太阳磁场望远镜也已安装完毕,投入实测工作。 怀柔太阳观测站是经过了认真选址,严格论证后于1982年开始兴建的.它是开展太阳光学观测比较好的地点,具有以下三个特点: 1.在太阳磁场望远镜的东、南、西三面环有1—2公里的水域,从而获得好的大气条件.     

1989年3月和8月日地事件宇宙线变化的特征

本文主要讨论了1989年3月和8月由于太阳耀斑所引起的宇宙线强度变化。特别是从北京、东京、广州宇宙线强度变化的差异和广州台闪烁望远镜记录的宇宙线强度东、西方向各向异性的特征,对3月和8月事件进行定性的比较分析。分析发现:虽然     

探索宇宙的途径（下）

来自宇宙深处的天体使者——宇宙线 上篇提及的观测对象都是电磁波,而宇宙射线（简称宇宙线）是来自宇宙深处的物质粒子,包括各种原子核和孤单的电子。各种原子核约占宇宙线总量的99%,电子约占1％。在多种原子核宇宙线中,约90％为质子（氢原子核）,α粒子（氦原子核）约占9％,各种重元素原子核约占1％。另外,还有极少量的正电子和反质子。