电离层对声重波的非线性响应(英文)

行进电离层扰动(TID),是电离层的一种大尺度低频扰动。长期以来,人们对TID进行了大量实验观测和理论探讨。现在已经确信,TID是由大气声重波在电离层中传播所引起的。以前的理论工作分析了电离层对声重波的线性响应,将TID描述成一种余弦型扰动。 我们利用DOOPER台阵对声重波和TID现象进行了多年的观测。我们发现,TID具有波动形式,但其正负半周有明显的不对称性,严重偏离余弦波的结构。这种现象,不能由以前的线性TID理论来解释,揭示了线性理论的局限性。 本文中,我们讨论电离层对声重波扰动的非线性响应。带电粒子的运动速度由两部分构成:一是大气粒子通过碰撞而引起的拖动速度,另一是带电粒子密度梯度和重力决定的扩散速度。本文只讨论电离层与声重波相互作用的动力学过程。在带电粒子的连续性方程中,保留所有的非线性项。利用级数展开的方法,讨论带电粒子的性质。主要结论如下: 1、没有声重波扰动时,电离层的垂直漂移速度基本上由风速决定。对于中纬地区,电离层垂直漂移速度可达到水平风速的量级,这同赤道地区的情况有很大的差别。在赤道上空,地磁场是水平的,电离层垂直漂移速度比水平风速低两个量级以上。 2、当声重波通过电离层传播时,带电粒子受到扰动。在一级近似下,理论分析导出电离层扰动的形式与     

荷电(或荷磁)天体的引力效应

本文应用R-N度规,讨论了荷电(或荷磁)天体引力场对引力红移及雷达回波延时的影响。结果表明电荷(或磁荷)的作用使这两种效应减弱。     

坍缩荷电星核的终局和光学表现

我们讨论了荷电星核坍缩中的光学表现。在QM的情形下,若坍缩形成奇点,在光学上将可看到有限时间内发生的无限红移和光强的消失。但奇点的形成不象是一种实际的可能。更可能是形成稳定的振荡位形。如果Q与M很接近,这种位形能有很大的红移。     

含有磁单极星系核的非黑洞模型

本文以磁单极催化核子衰变反应(Rubakov和Callan效应)作为能源,建立了星系核巨型致密天体的磁单极非黑洞模型(其中磁单极含量低于Parker极限值)。本文结论如下:只要磁单极催化核子衰变反应存在(即使截面积10~(26)cm~2),它就有可能作为主要能源来维持星系核这类超巨型致密天体的巨大光度,使其不致于塌缩成为黑洞,即超巨型致密天体的黑洞厄运是可以避免的。此模型目前的主要观测依据是:磁单极催化反应可以不断地产生大量正电子,由此发射出很强的正负电子对湮灭线,这在银心以及其他星系核中已经被观测到。     

库仑耦合效应对类太阳恒星模型的影响

物态方程一直是恒星模型理论研究中的最重要的物理方程之一，对于日震学等高精度要求的研究领域来讲，只包含理想效应的物态方程并不能满足研究需要，而要更细致、包含非理想效应的物态方程对系统作更精确和完善的描述，在弱耦合及弱电子简并的系统中，为研究各种带电粒子之间的库仑耦合效应，以化学图像为基础，分别用具有硬核改正的Debye—Hueckel扩展理论来处理离子-电子作用、多体作用的经典点粒子相互作用理论描述离子-离子作用和量子统计方法处理电子-电子作用，并把此3种作用对物态方程自由能的贡献用半解析的数学公式给出，为适应日震学研究的要求，特别选取一组类太阳的恒星模型作为研究对象，从实际模型计算出发，对库仑耦合中的各种效应进行了比较分析，讨论并检验了所作的理论改进。     

等离子体天体物理中的弱湍动和强湍动

本文对等离子体天体物理中的弱及强湍动进行评述,并强调了等离子体的基本相互作用。 弱湍动的主要课题是波—波、波—粒子间的非线性相互作用;相互作用的动力学方程组可用半经典方法导出。讨论了如下重要课题:弱非均匀性介质中波的传播方程,湍动加速和磁发电机制。 分析了控制强湍动现象的查哈罗夫方程。讨论了一些天体物理中的重要问题,例如宇宙天体中自生磁场、电双层、孤波加速、辐射以及爆发等等。     

在电宇宙中的二类黑洞的外部度规场和电磁场的严格解

运用Ernst方程内部对称群的Harrison变换 ,得到了E -M场方程的二个新的严格解 ,发现在电宇宙中的R -N度规仍是静态的 ,这与磁宇宙的结果不同。     

一个黑子群“碰撞”和活动区复合的观测例子

本文和赣榆站所拍得的精细色球资料研究了１９９０年１０月两个活动区的复合过程，在缺少适时准确的磁图条件下，我们以Ｋｉｔｔ Ｐｅａｋ磁图为背景，巧妙运用Ｚｉｒｉｎ－Ｐｒａｔａ法则，剖析了此两区的发展过程。发现：１）所谓黑子群“碰撞”不仅包含了两黑子群因迁移运动逐渐相互靠拢、接触，还包含了新生磁流在两群边界处浮现生长以及原黑子的衰没，２）随着“碰撞”的发生，被“碰”黑子的磁流迅速衰减，这时在接触边界处，     

广义相对论中静态荷电球体的内解

本文在假设荷电球体内部物质密度为ρ_m=μγ~α,电荷密度为ρ_e=ρ_0γ~(b_e-λ/2)的情况下,严格求解Einstein-Maxwell场方程,求得了静态荷电球体的一个较为普遍的内部解。这个解可以看作是Wyman得到的内部解推广到荷电情况下的结果,并且将Wilson,李鉴增,Santos,Pant和Sah等人给出的许多结果作为自己的特例包括在内。     

Kerr场中缓慢粒子的运动

本文用后－后牛顿近似讨论Ｋｅｒｒ场中缓慢粒子的运动，我们用Ｂｏｙｅｒ－Ｌｉｎｄｑｕｉｓｔ坐标，导出试验粒子的运动方程，把它与有心力场中粒子作二体运动之球坐标形式下的运动方程对比，得出由于Ｋｅｒｒ场的作用而引起的试验粒子的等效摄动加速度，利用球面三角公式把它换算到行星运动摄动方程的形状，对摄动方程进行积分，我们得出了试验粒子绕中心天体运动一周后粒子轨道根数的变化以及单位时间中轨道根数的平均变化，运用     

在电宇宙中的二类黑洞的外部度规场和电磁场的严格解

运用Ｅｒｎｓｔ方程内部对称群的Ｈａｒｒｉｓｏｎ变换,得到了Ｅ－Ｍ场方程的二悠闲的的严格解,发现在电宇宙中的Ｒ－Ｎ度规仍是静态的,这与磁宇宙的结果不同。     

类Crab脉冲星的三维磁层外隙模型

利用三维脉冲星磁层模型研究了磁层外隙的几何结构,首先用自治模型确定“外隙”的垂直尺度,在该模型中外隙尺度受回流的外隙流（带有隙加速的带电粒子发射的曲率光子）加热极帽而产生的热光子的碰撞而成对生成所限,外隙的横向尺度也受本地对生成所限,在脉冲星的磁层中,原则上有两个拓扑分离的外隙,允许同时进入和流出粒子,不过,流入粒子流产生的辐射形态受隙了本地对生成和恒星附近的磁对生成的严格制约,根据外隙及其本地结构的三维模型计算了类Crab脉冲星的辐射和相位分解谱。     

2＋1维黑洞的热辐射和非热辐射

本文探讨了荷电的BTZ黑洞的热辐射与非热辐射，给出了Hawking辐射谱及相应的温度表达式，并给出了非热辐射的有效势和粒子的能量公式。     

来自柯伊伯带的宇宙线

很久以来,科学家们就发现经常有带电粒子,所谓异常宇宙线,撞击地球和空问飞船,但对它们的来源一直未找到合理的解释。这些粒子大多是能量为10到100兆电子伏的电离了的碳、铁和硅等元素的原子。虽然它们飞行得很快但远未达到光速。从这些粒子的能量分布情况科学家们认为它们一定是在距太阳不太远     

磁通量喷发的大气响应——Ⅲ.太阳附近激波的演化

作为本系列的最后一篇,本文研究日冕大气中的激波演化.结果表明,日冕背景大气和磁场的非均匀性对激波结构和演化起着决定作用。太阳附近形成的慢激波-快磁声波系统,将在向外传播的过程中演变为以中间激波作为必要组成部分的混合激波。该混合激波在沿电流片传播时能继续维持,而在沿单极开放磁场传播时则进一步演变为纯快激波。     

太阳异极性磁区的相互入侵

我们在文[1]的启发下,计算了磁中性线附近异极性磁区相互入侵(或挤压)引起的等离子体动力学问题。气体初态取用流行的宁静太阳光球色球大气模型,即非等温的密度指数变化的重力分层大气。采用Lagrangian格式数值求解自洽的MHD方程,这可使入侵力学变得直观明显——磁场随流体而运动。我们的新结果是入侵流动在光球低层产生出强的水平磁场(即强的横向场),但光球高层和色球低层的磁结构却变化不大,有力地支持了文[13]提出的光球色球里可能出现磁流体力学间断面的概念。入侵确实在磁中性线附近建立了电流片,但这电流片主要在光球低层,其量级和观测一致。另外还显示垂直下降运动也可能导致异极磁区的入侵。尽管在MHD~1方程里包含了电阻耗散和热传导流,但计算证明它们对入侵力学影响不大,热传导的作用只是使气体温度分布逐渐趋于宁静太阳分布(尽管高度变了)。     

广义相对论中静态荷电球体的一组内解

本文在假定物质密度ρ_m=μr~α,电荷密度 ρ_e=ρ_0r~βe~(-λ/2)的情况下,严格求解 Einstein-Maxwell 场方程,得出了静态荷电球体的一组内解,把文[4]、[6]的结果作为自己的特例包括在内。     

空间无碰撞激波的数值研究

无碰撞激波是空间等离子体和宇宙等离子体中的重要物理现象。文中评述了数值研究空间无碰撞激波的两种方法－粒子模拟和混合模拟，给出了准垂直和准平行无碰撞激波的数值研究结果。还指出了一些尚未解决的研究问题。     

射电喷流中湍动阿耳芬波对相对论电子的加速

本文通过数值求解带电粒子与Ａｌｆｖｅｎ波湍动相互作用的动力学方程，得到了相对论电子在射电喷流中被加速随时间演化的解．高能电子可以加速到Ｌｏｒｅｎｔｚ因子γｙ～１０６，且形成稳态的幂律谱，尽管其谱指数Ｓ≈ｌ比观测值小，但粒子加速时间约为１０１２－１０１４秒，小于射电斑的寿命１０７年．粒子能谱指数几乎与Ａｌｆｖｅｎ波谱指数和能量损失函数无关．能量损失对加速上限有较大影响．     

星际无碰撞激波的Balmer双线结构

Balmer发射线是研究星际无碰撞激波物理性质的重要途径之一.星际无碰撞激波的Balmer发射线包括宽线和窄线两个明显的成分.通常认为,这种双线成分是与激波联系在一起的,宽线产生于激波前慢中性粒子与激波后高能质子的电荷交换,反映了激波后粒子的热运动状况,而窄线则产生于激波前慢中性粒子的激发,反映了激波前粒子的热运动状况.但是,近来更细致的观测和理论计算表明,超新星遗迹中Balmer发射线的双线结构很可能还要受到其他因素的影响,并且与激波速度和电子-质子的热平衡有着密切的关系.该文将讨论影响Balmer双线结构的各种因素,并讨论Balmer双线结构在超新星遗迹研究中的一些应用.