AR5629:1989年8月16日的超级耀斑

1989年8月16日,太阳AR5629活动区(S16W96)上空发生一X20的X—射线耀斑。我们取得该耀斑色球Hα单色光照相序列观测资料,该光学耀斑(S16W90)是,1.寿命:约13个小时.到0732—0734UT达极大;2.结构,成环状系、分主环与次     

太阳耀斑大气动力学的观测和模拟

<正>太阳耀斑是发生在太阳大气中的一种剧烈的活动现象,发生的时标约为几分钟到几十分钟.耀斑过程涉及能量释放、等离子体加热、粒子加速、物质运动、波动等现象.耀斑爆发能够释放出大量的能量,所发出的辐射基本覆盖了电磁波的所有波段.耀斑发生通常还会伴随日冕物质抛射(CME),从而对空间和地球环境造成影响.目前我们对耀斑过程的理解还很不足(定量方面),其中的一些关键问题仍待解决,包括:耀斑能量     

1984年2月25日日面大耀斑光学特性

1984年2月25日,日面爆发了一个高能大耀斑。我们取得了该耀斑过程的光球黑子活动区强磁场以及黑子、H_α色球等光学资料。分析表明:1.这种高能大耀斑是产生在有黑子剪切运动、新浮磁流和磁场梯度大的磁中性线(H_n=0)两侧;2.耀斑发展到极大前后,不但会掩盖部分后随黑子半影,而且还会进一步掩盖这些后随黑子本影;3.在高能大耀斑爆发过程中,相应的光球黑子活动区的强磁场会出现变化,磁通量增长率为1.0×10~8韦伯/秒,磁场梯度最大为0.2高斯/公里;4.黑子间的相对运动速度最大可达0.3公里/秒。     

日面边缘爆发现象的测量

在大量的 H_α边缘耀斑电影胶卷中,为了精炼起见我们选取了15套.电影胶卷是在1959年—1960年期间用紫金山天文台的利奥型色球望远镜拍摄的.边缘耀斑的光度和定位测量得出下列结果:(1)在耀斑的闪光阶段存在着剧烈的径向物质抛射,常常耀斑的一部分被抛射到色球层之上高达2·10~4公里到2.5·10~5公里处.(2)抛射的平均速度是30公里/秒—400公里/秒的数量级,最大的速度出现在抛射的初始阶段,抛射的加速度是超引力的.(3)耀斑的抛射运动是有规则的,且明显地与活动区的磁场有关.(4)在耀斑闪光阶段,抛射速度直接地随亮度增加的速率而变化.最后,注意到了射电事件的出现与抛射密切有关.     

无黑子区的耀斑

本文分析了廿一周峰年期间云南天文台观测到的廿个无黑子区耀斑,得到如下结果: 1.无黑子区耀斑的一般特征是:1) 无黑子区耀斑的自然产率约3％,2) 其卡林顿经度分布有向东飘移的趋势,3) 无黑子区的耀斑多为低能耀斑,4) 无黑子区耀斑产生的背景条件和黑子区耀斑一样,必须在耀斑区的太阳大气中存在异极性磁场结构。无黑子区耀斑都发生在沿大尺度磁场中性线(H_=0)延伸的暗条两侧或其附近。 2.在耀斑前,由于磁场的扰动,使被浮托在H_=0线上的宁静暗条在耀斑前几小时到一两天激活,临近耀斑位置的一段暗条先是发展增大,同时伴随着谱斑增亮,在耀斑爆发前几分钟或与耀斑发展的同时,该暗条迅速衰减乃至完全消失。与此同时,有的无黑子活动区的可见纤维与暗条的交角由大变小,表明活动区所受的力由挤压力逐渐转化为剪切力。本文还粗略地估计了无黑子区耀斑的能量。     

1972年8月太阳活动区的形态研究 II.耀斑形态和黑子形态的相关分析

通过对1972年8月太阳大活动区九个耀斑(包括它全部2级以上大耀斑)的形态和黑子精细结构形态的相关分析,导致以下结论:1.8月2日0355UT本活动区第一次大耀斑的爆发与光球黑子形态变化在时间上和空间位置上有一定的相关性。2.九个耀斑在暗条两侧的初始亮点及其主要发展形态与“O”和“B”黑子的旋涡结构有着密切的相关性。3.耀斑的亮带与色球暗条(它由平行的小纤维组成)、O黑子东面的蛇形半影长纤维、以及H_(11)=O线的走向的一致性,可以看作耀斑爆发沿着太阳表面水平磁场传播的形态表现。     

1980年10月14日太阳视圆面上的明亮物质抛射

本文描述了一个与3B级耀斑共生的、太阳视圆面上的明亮物质抛射现象——喷焰.我们观测到耀斑与喷焰间有一尺度为2×2.5万公里,强度为未扰区强度1.6倍的间隙.观测到耀斑和喷焰对应的射电爆发不同.喷焰对应有半波II型和IV型,10厘米爆发远大于3厘米;而耀斑无II型、IV型相对应,其3厘米爆发比10厘米爆发大.耀斑和喷焰对应的硬X射线辐射亦不同.耀斑有很强的硬X射线爆,而喷焰则没有. 对耀斑有关的其它H_(?)光学现象—远离耀斑主体十余万公里处的宁静色球增亮,环状明亮结构,暗条的突然活动等,也一一作了描述.     

1980年10月15日产生在小黑子区的3级大耀斑

本文对1980年10月15日产生在小黑子区的3级大耀斑作了详细的形态分析,,结果表明:1)耀斑无闪相,耀斑的最大强度为周围来扰区的2.4倍。2)耀斑有M带结构,双带的分离速度为5公里/秒。3)和耀斑有关的暗条位于大尺度磁场的极性分界线上,它在耀斑前和耀斑期间有明显变化,最终全部消失。4)耀斑的微波爆发增量小,上升下降缓慢,米波段有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型爆发。5)耀斑的x射线辐射引起电离层2级骚扰(SLD)。耀斑无地磁暴对应。6)产生耀斑的活动区在日面存在3周,耀斑产生在活动区的衰亡阶段。以上结果基本与文献相同。 在本文的最后一节,对无黑子或小黑子区的耀斑形成作了简短的讨论,指出由日珥物质下落形成大耀斑所遇到的能量亏缺;日珥物质下落形成的激波,由于磁场的存在而强度削弱,磁场不能通过激波转化为辐射能;无黑子(或小黑子)区的耀斑的形成,在机理上可能与黑子区形成的耀斑类同。     

1989年4月9日的3级大耀斑

本文对1989年4月9日发生在小黑子活动区的3B级大耀斑作了形态分析,得到如下结果。1.耀斑具有双带结构,活动暗条被耀斑的双带包围在中间。2.和耀斑有关的S形活动暗条在耀斑爆发前后有明显变化,最终全部消失。3.耀斑的X—射线事件引起电离层2级和1级扰动(SID)各一次。4.离带观测表明存在着物质的下降运动。5.黑子半影具有旋涡结构。     

类太阳恒星耀斑光变轮廓特征分析

太阳耀斑是由于在太阳黑子附近磁场能量的突然释放所引起的爆发现象.人们发现在许多类太阳恒星上也有类似的耀斑(称类太阳恒星耀斑)出现.主要采用开普勒太空望远镜获取的数据,从中选取SC(Short Cadence)数据进行分析,找出类太阳恒星上耀斑光变轮廓的特征参数并做统计,总结耀斑的活动特点.分析结果表明:类太阳恒星耀斑的光变轮廓和爆发的特征时间与太阳耀斑的相似,这可以说明两种耀斑的物理机制相同.     

太阳活动的节律及大耀斑期的预测(英文)

1、太阳活动的节律:太阳活动遵循着一定的节律,表现为一个大周期里包含着间距不等的三个小周期,大周期平均长度为73±2.9(天),小周期的分别为平均为15、22、36、(天),综合指数平均峰(谷)值分别为3.2、(2.2)、2.8、(1.8)、3.1、(1.2)。表现出“强—弱—强—弱—强—弱弱”的节律,调制着耀斑的爆发。 2、大耀斑期的节律:大耀斑(≥X_(0.1)/2F级的耀斑和质子)的时间分布是不均匀的。1988年1月至1989年1月期间的大耀斑分别集中在9个时段,分布也显示出明显的节律周期。即两个相近的耀斑期后有一个较长的间歇期。两个耀斑期和两个间歇期组成一个耀斑节律周期,平均为93±7.8(天)。节律期内的耀斑期和间歇期平均长为:12天(耀斑期)—19天(间歇期)—14天(耀斑期)—48天(间歇期)。显示“强—弱—强—弱弱”的节律。 3、大耀斑的Carrington经度分布:大耀斑节律周期由活动区在日面上分布不均匀引起的。1988年的大耀斑96％分布在90°—160°和250°—10°两个经度带上。它们和上述节律周期共同调制着大耀斑的爆发。 4、对未来一年大耀斑期的预测:(1)1989年3月7日—20日;(2)1989年4月14日—26日;(3)1989年6月9日—23日;(4)1989年9月13日—26日;(5)1989年10月18日—28日;(6)1990年1月15日—26日;(7)1990年3月14日—24日;(     

AR5060活动区1988年7月2日的耀斑及其磁场特征(英文)

Boulder88161(AR5060)黑子群是1988年所有黑子群中最大的一群,后随部分有一δ型黑子F3。图1为7月2日的白光照片。 1、光学耀斑:(1)S级小耀斑数在28日最大,之后几天逐步下降,但仍保持在每天3～5个。(2)X-射线强度与S级耀斑个数基本一致。M级事件与1,2,3级耀斑相对应。(3)射电流量曲线与耀斑的1,2,3级个数相对应。 2、黑子群的纵向磁场演化:纵向场结构变化十分明显。浮现磁通逐渐变强,梯度最大为0.4～0.5G/Km,在耀斑处为<0.35G/Km。对耀斑处磁通量逐日上升。在耀斑前几天上升很快。黑子群横向场:在3B级耀斑处横向场很弱,尤其在耀斑的位置上。而在黑子后随部分有很强的横向场存在。 3、耀斑的发生过程:7月2日的3B级耀斑约从0030UT开始,0056UT极大,约一个多小时后才消失。此处中性线扭曲,形成一种湾形结构。一条横躺的S形暗条勾出了中性线形状。另有一束很粗的暗条从这一区域出发与黑子后随部分相连。耀斑初始是由S形暗条西端开始发亮的。约5分钟后后随部分有增亮,8分钟后消失。在S形暗条处耀斑增亮达到极大,形状是沿着中性线和暗条走向的。达到最大面积时,发亮区域覆盖了S极性区。 分析:88161是一个非常活跃的新生黑子群。后随部分磁场复杂多变,而大的耀斑并没有发生在那里。其原因:(1)大耀斑不同于小耀斑,     

修正的Neupert效应

Neupert效应的定性描述是耀斑中脉冲分量(硬X射线、微波暴)与渐变分量(软X射线发射)之间存在的因果关系,即耀斑最初的能量是以加速粒子的形式释放,加速的电子在大气传输过程中产生非热硬X射线轫致辐射,并加热大气,耀斑软X射线发射是高能粒子注入大气的响应.根据经典Neupert效应的定量描述,硬X射线发射(表征非热电子注入)结束时软X射线应该立刻达到极大,但以往的观测发现一些耀斑软X射线峰值时间(t2)明显晚于硬X射线结束时间(t1)(τ=t2–t1,τ 0),热与非热辐射之间存在明显的偏离经典Neupert效应的情况.为了研究偏离经典Neupert效应的事件,在2002—2015年间的RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)和GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites)耀斑列表中,按照在25–50 keV范围内光变较简单、软X射线有对应发射峰等判据,共选择276个耀斑样本,统计了这些耀斑的τ分布、环长d (用双足点源之间的距离来表征)与τ的关系.结果显示:(1)有227个耀斑τ 0,即有约82%的耀斑偏离经典Neupert效应;(2)τ与d之间存在一定的线性相关,即环越长,软X射线极大的时间越延后;(3)似乎存在一个临界距离,当环长小于临界距离时,经典Neupert效应成立.这些结果印证了修正Neupert效应的必要性,并对其物理意义进行了讨论.     

黑子半影旋涡形态和高能耀斑的相关性探讨——应用持续旋涡黑子预报太阳活动的可能性

1970年初至1972年底云南天文台的黑子细节照相资料的初步统计表明:(1)具有持续的黑子半影纤维旋涡形态历史的活动区有较高的耀斑爆发频数,平均多达55％以上.(2)它们与伴随较大地球效应的高能量耀斑有密切的相关性,达84％。(3)其中90％左右的高能耀斑发生在旋涡黑子出现以后,平均落后3.8天,反映了两个现象之间可能存在着因果联系.这三点结论都有利于磁场扭结不稳定性的耀斑理论.     

活动区形态发展与耀斑的关系

本文收集了1980年5月下旬从日面东边缘转出的三个活动区的有关形态资料和对应耀斑活动,分析得到结论如下:1.H_α单色像中出现的低磁弧是活动区迅速发展的重要标志。2.光球下面的扰动引起的黑子运动使磁流管扭曲是储能的重要条件。如果缺乏这种运动,即便是在复杂的磁场环境里也不利于大耀斑的触发。3.在 H_α和 H.K 线观测到黑子本影上出现的亮桥光谱。它的出现引起黑子分裂,从亮桥出现到周围谱斑被加热进而触发耀斑往往有1—2天的时间差,说明它们之间有一定的物理联系。4.观测到与耀斑有联系的暗环的膨胀和上升,说明新磁流浮现区与老场作用是触发耀斑的一个重要条件。     

1988年4月AR4990活动区耀斑前后磁场和速度场的初步分析(英文)

这群黑子于1988年4月13日出现在日面的东边缘。怀柔编号:88037; Boulder编号4990。日面位置N22,L314。其磁场极性较为复杂,17日在后随主黑子的右上方爆发一次较大的耀斑,尔后在18日、20日和21日在前导与后随之间又不断有些小的耀斑爆发.在此期间,怀柔太阳磁场望远镜取得了光球纵向磁场、光球5324A的单色象、H_β的耀斑单色像和H_β视向磁场的大量资料。 16日后随主黑子右上方有一分立的小黑子(S极),17日,耀斑就产生在它们之间(图1中的圆圈表示耀斑发生的位置)。从图2a、b可以看到,这里的极性复杂,异极性磁区互相挤压。耀斑发生在B_(11)=0的磁场中性线一侧,同样是避开了黑子的本影。这与已有的结论是相一致的。对比16日(图2a)和17日(图2b)的纵场磁图,可以看到在标有1和2的地方分别有一N极在向S极挤压。17日N极把S极分割开来。在2处,N极本来是互相连接的,但其临近的S极亦不断向其挤压渗透,耀斑前,S极把N极给断开了。在这些地方,17日UT0423时,爆发了耀斑,UT0430时,耀斑达到极大,可以看出,耀斑的亮核位于异极区挤压的前峰。耀斑发生的位置的纵场梯度为0.18G/Km。后随黑子的右上方,耀斑爆发前(图2a)其最大磁场强度为640G,爆发后(图2c)最大磁场强度为160G。这表明爆发的过程也是能量释放的过程。 虽然耀斑的单     

一种新型的太阳X射线耀斑

本文讨论了一种新型的太阳X射线耀斑.这种耀斑具有以下特征:一个耀斑X射线爆发含有三个相位,在每一个相位中无论X射线辐射的性质,还是X射线源的位置都明显不同.在初相,X射线辐射显示脉冲性,在末相,脉冲性则被缓变性所战胜.在耀斑发展中X射线源慢慢上升,并且自始至终连续释放能量.我们分析了这些特征并对产生这类X射线耀斑的动力学过程提出了看法.     

1980年9月8日的3B级耀斑及物质抛射

本文对9月8日的大耀斑及其物质扼射作了详细的形态分析,结果表明:(1)耀斑有闪相,最大强度为周围未扰区的4倍。(2)耀斑双带的分离速度达60公里/秒。(3)耀斑有环形物质抛射,在高度为11万公里时,速度达427公里/秒。(4)耀斑的射电辐射,短波早于长波,它可能与耀斑的环形物质抛射有关。     

2个太阳爆发事件中磁准分界面的演化

磁准分界面(Quasi-Separatrix Layer,简称QSL)是3维磁结构中磁力线连接性发生显著改变的区域,观测表明它多数时候和耀斑带所在的位置符合得较好.有关这一结构和3维磁重联及耀斑关系的研究在近年来受到越来越多的关注.从QSL的理论出发,研究了2011年12月26日在活动区AR11384发生的一个C5.7级典型双带耀斑(事件1)和2015年6月22日发生在活动区AR12371处的一个M6.5级耀斑(事件2).结合SDO/AIA(Solar Dynamics Observatory/Atmospheric Imaging Assembly)观测到的多波段数据和SDO/HMI(Helioseismic and Magnetic Imager)观测到的矢量磁场数据,首先分别利用势场和非线性无力场对日冕的3维磁场结构进行了外推,并计算了活动区磁自由能的演化;然后基于势场和非线性无力场的外推结果计算了不同高度处磁压缩因子(magnetic squashing factor)Q的对数分布,并研究了不同高度磁准分界面与相应高度处观测到的耀斑带的演化关系.最后分析了2个耀斑事件的多波段演化特征,并计算得到事件2中磁力线的平均滑动速度在304?A波段和335?A波段分别为4.6 km·s~(-1)和6.3 km·s~(-1).研究发现:计算得到的磁准分界面在色球和日冕中的位置和相应高度观测到的耀斑带的位置符合得较好,而且各层次的磁准分界面与相应层次的耀斑亮带在时间上也有近乎一致的演化行为,这突显出了磁准分界面理论在3维磁重联和耀斑研究中的作用,并证实事件2耀斑能量的释放可能是通过发生在QSL处的磁重联进行的,同时说明,研究QSL对于理解2维磁重联和3维磁重联本质联系是至关重要的.     

对数耀斑指数的统计性质——分布和演变

鉴于中等时间尺度(10—10~2天)耀斑活动研究和预报的需要,首先应确立恰当的描写耀斑活动的方式. 我们发现,美国国家海洋和大气管理局发表的每天耀斑指数(?)严重偏离正态分布.我们经变换得到对数耀斑指数(对应于耀斑辐射积分强度的量级)遵从正态分布.其时段平均值F_L和标准差σ_F便可完备地统计描写该时段的耀斑活动水平. 依据概率理论,利用随机数发生器,我们推求了低于报导阈的F_L近似值,构成了FL完整的时间序列,从而描写了耀斑活动的连续变化. 我们计算了1642—1684太阳自转周每周的F_L和σ_F发现,它们与太阳缓变成分(2800兆赫射电流量S_a)相关演变,复相关系数R_F=0.93,R_σ=0.46;另一方面,FL的相对回归余差仍近20％,σ_F的相对回归余差则近30％;定量地予以解释和预报,显然是需要探索的艰难任务. 另外,我们发现,F_L与S_a单相关系数为0.93,相应回归方程F_L=-0.70+0.0155S_a凭借2800兆赫射电流量平均值S_a的预报,便可预报对数耀斑指数较为准确的平均值.