日珥谱线不对称性的研究 Ⅰ.视向速度对谱线轮廓的影响

本文主要从理论上用解析方法讨论日珥视向速度随深度变化对谱线轮廓对称性的影响,得到的结论具有普遍性。第二节的分析表明,日珥的谱线轮廓可表示为二项叠加,其中第一项与源函数无关,只依赖于速度场模型,源函数分布仅通过第二项对谱线轮廓产生影响。然后在源函数不随深度变化的假定下,讨论各种速度场模型的谱线轮廓是否对称。得到的结论为:(1)常源函数与常速度场结合的谱线轮廓为对称轮廓;(2)常源函数与线性对称速度场结合的谱线也是对称轮廓;(3)常源函数与线性非对称速度场结合的谱线轮廓为不对称轮廓。最后,用数值计算对理论分析结果进行了检验。     

分层源函数与日珥谱线自反变

日珥谱线自反变与源函数变化有关。本文利用分层源函数形式探讨了源函数变化形式与日珥谱线自反变的关系。结果发现，谱线发生自反变时，源函数只能向日珥内增加，理论上讲，中心源函数可以是边缘的＞１．０～∞倍。     

分层源函数与日珥谱线自反变

日珥谱线自反变与源函数变化有关，本文利用分层源函数形式探讨了源函数变化形式与日珥谱线自反变的关系，结果发现，谱线发生自反变时，源函数只能向日珥内增加，理论上讲，中心源函数可以是边缘的〉１．０￣∞倍。     

日珥发射线光谱分析的一种方法

本文提供了日珥发射线光谱分析的一种新方法。它允许源函数随光学深度变化,采用非线性最小二乘拟合,直接从观测轮廓同时确定线心光学厚度τ_0、Doppler宽度△λ_D和源函数变化因子α。 本文用这个方法给出了对文献[1]十个日珥早 Balmer 线的分析结果。这些结果表明,自反变H_α线源函数向日珥内增加,中心源函数是边缘的1.2～2.5倍;忽略源函数的这种变化,将使H_α线τ_0的确定明显偏大;日珥的自吸收减弱亦与源函数变化有关。 对日珥源函数变化的讨论,支持关于日珥辐射激发的主要机制是散射太阳入射辐射的论点。     

1984年2月18日太阳边缘日珥自反变谱线分析

本文对1984年2月18日耀斑后环珥的二维SSHG扫描谱线资料中的几个线心微略自反变谱线轮廓进行了拟合,结果表明:自反变Hα线源函数向日珥内增加,线心源函数是边缘的1.3～1.6倍,线心自反变谱线的线心光深比没有线心自反变谱线的要大得多。     

太阳速度场的深度梯度

为了得到太阳速度场的三维图像,除由观测直接取得二维的速度场图外,还须测定视向速度的深度梯度。长期以来不少天文工作者钻研这一课题,建立了一些用谱线轮廓推求速度梯度的方法。本文先阐述解决这一问题的理论前提,然后依次就日面上的吸收谱线和日珥、边缘耀斑等的发射谱线,论述利用谱线的不对称性等特征,推求速度场梯度的各种方法。最后对今后的工作提出一些概括性的意见。     

1984年2月18日耀斑后环系的H_α轮廓不对称场和总辐射

本文通过对1984年2月18日耀斑后环系的太阳分光照相光谱资料进行Hα谱线轮廓不对称因子和Hα总辐射量的计算,定量地给出了该环珥系的轮廓不对称场和Hα辐射分布,计算结果表明:1.环珥系大部份轮廓不对称因子|P|<0.5,说明整个环珥系的Hα谱线轮廓基本上是对称的或近似对称的。2.整个环珥系Hα谱线轮廓主要表观为紫不对称。3.具有红移视向速度的地方谱线轮廓都是紫不对称。4.采用不对称因子P进行谱线轮廓不对称计算,比传统的二等分法更优。5.该环珥系的总辐射能量级为10~(31)尔格。     

色球耀斑Hα谱线轮廓不对称性研究

Hα谱线轮廓的不对称性是色球耀斑光谱观测中的重要特征,也是耀斑动力学过程的重要观测事实之一．以紫金山天文台太阳光谱仪的观测资料为依据,给出Hα谱线不对称性的典型轮廓．在考虑氢原子非热激发、电离的作用下,经验性地计算了不同大气模型下谱线的不对称性特征,并在此基础上,对观测谱线进行半经验的研究．结果表明, 色球区的向下运动能够产生Hα谱线的红、蓝不对称性,并可以再生具体耀斑的谱线不对称性特征．此外,不仅非热粒子的能流、谱指数大小以及速度场所处的高度对谱线轮廓有影响,耀斑大气的背景模型对谱线的轮廓也有一定的影响．     

太阳大气中氢原子的赖曼谱线

氢是太阳大气中最主要的元素。氢原子的赖曼(Lyman)谱线,尤其是赖曼阿尔法(Ly-α)谱线的辐射,是太阳色球和低过渡区能量损失的主要形式。在太阳的赖曼α像中,网络组织的辐射比较强,而辐射最强的地方是活动区。由于存在辐射转移效应,在宁静区,低阶赖曼谱线的谱形中央一般会形成一个凹陷,而在中央两侧则形成两个峰,两峰往往呈现出一定的不对称性。数值模拟和观测研究表明,赖曼谱线双峰的不对称性与高层大气中各种系统性流动有关。在太阳活动区,赖曼谱形在谱斑区与在宁静区类似;而在黑子区,赖曼谱形几乎没有中央凹陷。赖曼谱形也可用于诊断日珥、耀斑和日冕物质抛射等结构和现象的等离子体特性。该文回顾了赖曼谱线的观测历史,阐明了观测与模拟结果所揭示的物理过程,并结合笔者的认识进行了相应的评论。     

太阳光谱中的磁场敏感谱线

本文通过斯托克斯参数转移方程的数值解,在比较普遍的情况下,计算了FeIλλ6302.499、6173.341、5250.216三条磁场敏感谱线的斯托克斯参数轮廓,并研究了它们的磁场增强、温度敏感等一系列性质。海野和三郎求解斯托克斯参数转移方程时,其中有两个假设为:(1)能源函数B_2随光学深度r_2呈线性分布;(2)大气结构为密尔恩-爱丁顿模型。这两个假设与实际情况相差太远,本文放弃了它们。与海野的结果比较起来,我们的数值解与观测结果符合较好。     

一个拱桥状爆发日珥的运动情况

分析了1991年3月7日太阳东北边缘一个拱桥状爆发日珥上升、下降和半径膨胀的运动情况。该日珥的上升阶段和下降的开始阶段高度随时间的变化比较迅速,而且基本是线性的变化,但在下降的结束阶段则比较缓慢,也基本是线性的变化。它的下降运动不仅受到重力作用自由下落,而且还受到不均匀的大气阻力,磁场等力的共同作用而下落。而速度,喷射出以后总的在逐渐减弱,上升阶段减弱较快。下降阶段初期有一次跳跃式的变化,先迅速减弱,然后又很快增加,在下降后期速度减弱较慢。日珥到达最大高度的时间比日珥半径膨胀到达最大尺度的时间早4min左右。上升下降速度最大时半径膨胀速度最小,而上升下降速度最小时半径膨胀的速度最大。     

哈雷彗星的羟基射电谱线观测

本文主要论述用25米射电望远镜和自相关频谱仪于1986年4月13—17日(UT)期间在我国陕西眉县首次对哈雷彗星羟基分子1667 MHz射电话线的观测及归算结果。由谱线轮廓的幅度、宽度、形状和面积相继导出的谱线强度为-2.4Jy,膨胀速度为0.92kms~(-1),速度的一级矩为0.20kms~(-1),以及羟基的母分子产生率为1.7×10~(29)mols~(-1)。文中所给出的宇宙羟基源W3和W12的观测结果,分别用来检验设备系统探测射电谱线的功能及对哈雷彗星的羟基谱线进行强度定标。这些结果均同理论预期或以往的有关观测相符合。     

耀斑色球压缩区的传播与谱线的不对称性

色球压缩区是耀斑大气动力学过程的一个基本特征，是产生色球谱线红不对称性的基础。本文基于压缩区从大气高层向低层传播的理论公式，在二种不同情况下，计算得到了压缩区内物质运动速度随高度和时间的变化．结果表明，色球蒸发区压力增量Δｐ为常数时压缩区之寿命比压缩区波阵面后的压力ｐ２为常数时要长得多，这就大大缓解了以往谱线不对称性的延续时间的理论值比观测值小的矛盾。形成高度不同的谱线具有不同程度的不对称性这一观测现象也同色球压缩区的传播特性相一致。     

在太阳磁场大气中FeIλ 5324.19(?)谱线的形成深度

本文在用Unno-Beckers方程计算光球和黑子本影磁场内FeIλ5324.19谱线形成过程中,计算了该谱线Stokes参数随5000连续谱光学深度分布的贡献函数及形成深度随波长的变化。计算结果表明:磁光效应的存在给该线横向磁场定标参数Q、U的形成深度的确定带来一定的复杂性,对I和V的形成深度的确定没有明显的影响。结合北京天文台太阳磁场望远镜半宽0.15的双折射滤光器,确定所观测磁场信息的形成深度。当对日面中心观测,在滤光器调至线心时,I形成在光球层及黑子高度100公里左右,在偏离线心0.15时V分量形成高度亦如此,Q、U分量的情况较复杂。     

日珥和耀斑的旋转模型

本文在日珥和耀斑绕轴旋转的假设条件下,分别对自旋角速度为常数和有梯度两种情况,计算巴耳末线轮廓从日珥和耀斑中心到边缘的变化,建立由谱线倾角或位移量求自旋角速度以及由谱线曲率求角速度的深度梯度的方法,并把这些方法应用于1981年4月27日环状耀斑的观测资料。     

利用直接搜索法探讨环珥内源函数的深度变化

本文提出了一种利用光谱资料探讨源函数变化形式的方法;并结合直接搜索法,拟合计算了1984年2月18日太阳边缘环珥的对称谱线,探讨了谱线内源函数随光学深度变化的情况。     

一个爆发日珥速度场的观测研究

用"多云模型"光谱方法分析1991年3月5日喷泉状爆发日珥的Hα光谱观测资料,导出了该日珥视向速度的二维分布;通过速度场分析,我们探测到日珥喷射速度和旋转角速度随高度的分布,结果表明该日珥的蓝移速度占绝对优势,速度变化范围为8～110km/s,速度分布不均衡、不对称,日珥中部和底部速度较大、顶部速度较小;日珥南边缘的速度梯度比北边缘的更大;日珥的喷射除表现为上升运动外还显示出向着观测者的、平均速度约为50km/s的视向运动;该日珥的旋转角速度约为7×10-4rad/s,两者随高度的变化显示出相反的特征。     

研究太阳分离活动体光谱不对称轮廓的“多云模型”方法和应用

本提出了处理分离的太阳活动体光谱不对称轮廓的一种方法－“多云模型”方法。在某些假设和一定的近似条件下利用本提出的方法可同时得到太阳多个分离活动体的视向速度ｖ，多普勒线宽ΔλＤ和线心光学深度τ０，源函数Ｓ的近似值。章给出了该方法的几个应用实例并进行了讨论。研究表明，计算所得的ｖ和ΔλＤ的值是较为可靠的，二云模型是处理由两个分离活动体沿视线重叠而产生的不对称轮廓较为有效的方法。     

研究太阳分离活动体光谱不对称轮廓的“多云模型”方法和应用

本文提出了处理分离的太阳活动体光谱不对称轮廓的一种方法──“多云模型”方法。在某些假设和一定的近似条件下利用本文提出的方法可同时得到太阳多个分离活动体的视向速度Ｖ，多普勒线宽△λ_Ｄ和线心光学深度τ_０，源函数Ｓ的近似值。文章给出了该方法的几个应用实例并进行了讨论。研究表明，计算所得的Ｖ和△λ_Ｄ的值是较为可靠的，二云模型是处理由两个分离活动体沿视线重叠而产生的不对称轮廓较为有效的方法。     

磁场中谱线的形成深度

本文提出磁场中谱线形成深度的新的计算方法.文中引进等值线吸收系数 x_l~*和等值源函数 S_Q~*、S_U~*、S_V~*的概念后,和磁场中的辐射转移方程一起求解.再计算磁场中的规一化的贡献函数 F_I、F_Q、F_U、F_V 和谱线形成深度ι_I、ι_Q、ι_U、ι_V.这样算出的 F 和ι(或 h)是与解辐射转移方程的条件相同,即有相同的大气模型、吸收机制和边界条件等.由本文计算的几个实例(表1)得出:(1)在强磁场中计算谱线形成深度必须考虑磁场的作用,(2)谱线形成深度ι_I、ι_Q、ι_U、ι_V 是不相等的.