利用TALYS计算太阳耀斑伽玛射线

太阳耀斑伽玛射线能谱是加速粒子与太阳大气介质原子碰撞的结果,它是研究太阳耀斑中加速粒子和高能电子最为直接的手段.通过分析伽玛射线能谱,可以获得耀斑过程中加速粒子的成分、能谱、角分布及太阳大气元素丰度等重要信息.TALYS程序是一套模拟核反应的软件,对核反应过程中的所有信息均能完整地描述.利用TALYS计算得到了完整的太阳耀斑伽玛射线的核反应截面数据,开发了一套新的耀斑伽玛射线谱计算程序.详细介绍了耀斑伽玛射线计算的理论模型,并简单探讨了耀斑伽玛射线的特性,为未来的耀斑伽玛射线能谱分析奠定了理论基础.     

阳伽玛射线谱与元素丰度

耀斑伽玛射线谱中包含着作用区太阳大气元素丰度及加速高能粒子元素丰度的重要信息．综述了这一刚刚兴起的伽玛射线谱诊断元素丰度的新领域及其所获得的若干新结果．     

太阳伽玛射线谱与元素丰度

耀斑伽玛射线谱中色含着作用区太阳大气元素丰度及加速高能粒子元素丰度的重要信息。综述了这一刚刚兴起的伽玛射线谱诊断元素丰度的新领域及其所获得的若干新结果。     

SMM观测到的白光耀斑

本文收集了ＳＭＭ运行期间（１９８０．２－１９８９．１１）与地面观测相对应的太阳白光耀斑ＨＸＲＢＳ和ＧＲＳ观测资料，就白光耀斑与硬Ｘ－射线发射及伽玛射线发射之产的关系进行了初步的统计研究，结果表明：白光耀斑与伽玛射线发射之间不存在对应关系；白光耀斑也并非全具有强硬Ｘ－射线发射，对那些只具有对较弱的硬Ｘ－射线发射的白光耀斑，我们发现低能粒子具有足够的能量驱动连续发射，因而它们可能起源于色球，而对那些具     

太阳质子辐射和软X射线耀斑与射电爆发间的相关研究

统计分析了太阳质子事件与微波爆发和软Ｘ射线（ＳＸＲ）耀斑间的关系．结果表明：质子事件的峰值流量与微波爆发和ＳＸＲ耀斑的峰值流量、能通量间呈正的对数线性相关,相关系数０．７—０．８．根据这一统计结果和观测的微波爆发、ＳＸＲ耀斑的有关物理量,可以估算伴随的质子事件峰值流量．太阳质子辐射、ＳＸＲ耀斑和微波爆发三者间的共生关系,可以用磁环中耀斑产生的磁流体动力学过程来解释．大约３３％的质子事件没有对应的Ⅱ型爆发,这表明高能质子的加速有随机ＭＨＤ湍流加速（有Ⅱ型暴）和低频快磁声波湍动加速（无Ⅱ型暴,但有γ射线耀斑）２种不同的加速机制     

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.     

第22太阳周活动区M级以上X射线耀斑指数的统计

本文对第２２太阳周（１９８７年１月至１９９２年１２月）中发生过Ｍ级以上的Ｘ射线耀斑（Ｈα耀斑级别≥Ｍ级，并伴有Ｘ射线的耀斑）对应的３９５个活动区资料进行了耀斑指数的统计，得到的结果：１．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑级别综合指数表，２．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数表，３．第２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数随时间的变化曲线，４．第２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线濯斑总指数直方图，该图表明第２２太阳周活动的极大年分别是１９８９和１９９１年，为第２３周太阳活动预报提供了可用参数。     

周期性撕裂模的加速机制与射电尖峰的时间尺度

本文讨论了经典撕裂模理论的局限性,提出在考虑撕裂模的周期振荡后,其感应电场的大小及时空尺度均能满足太阳耀斑中的毫秒级射电尖峰所提供的高能粒子的信息,从而给耀斑粒子的一次加速提出了一种可能的机制。另一方面,撕裂模的周期与单个尖峰的宽度可对应,而撕裂模指数增长的特征时间又恰好与射电尖峰群的典型宽度具有同一量级,因此,快速尖峰辐射的时间结构很可能是由高能粒子流即加速电场本身的准周期性所决定。     

第22太阳周活动区M级以上X射线耀斑指数的设计

本文对第２２太阳周中发生过Ｍ级以上的Ｘ射线耀斑对应的３９５个活动区资料进行了耀斑指数的统计，得到的结果：１．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑级别综合指数表，２．２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数表，３．第２２太阳周Ｍ级以上Ｘ射线耀斑总指数随时间的变化曲线，４．第２２周Ｍ级以上Ｘ射耀斑总指数直方图，该图表明第２２太阳周活动的极大年分别是１９８９和１９９１年，为第２３周太阳活动预报提供了可用参数。     

太阳耀斑光谱诊断和辐射动力学过程研究

太阳耀斑是太阳大气中最为剧烈的活动现象之一,涉及到很多复杂的物理过程,包括快速的能量释放、等离子体的不稳定性、高能粒子的加速和传播、耀斑大气辐射和动力学变化、物质的运动和抛射现象等.     

快速精准定位天体伽玛射线源的实验研究

在高能电磁波段,天文探测器的角分辨率较低,面对大量的伽玛射线观测数据时,研究人员需要利用数据分析软件迅速找出一些未知天体的位置。利用2008年发射运行的国际费米伽玛射线空间望远镜(Fermi)的高能伽玛射线数据(100 Me V),对伽玛射线暴(Gamma-ray Burst,GRB)进行了详细的快速精准定位,主要研究了不同时间和能量选择时对天体源的探测置信度的影响。研究结果表明,选择伽玛射线暴触发时间零点(T0)到T0+1 000 s以内的时间范围可以很好地定位伽玛射线暴的高能对应体位置。实验得到的高能伽玛射线TS位置图最佳位置与低能电磁波段的后随观测位置很好地符合,表明实验算法可以有效地计算该类天体伽玛射线暂现源的真实位置。     

耀斑中正负电子湮灭线

本文简要回顾了耀斑中正负电子湮灭线的形成过程,着重研究了一个强γ射线耀斑０ ．５１１ ＭｅＶ 线随时间的演化。结果表明,为解释观测数据,加速质子谱必须随时间变化, 从而间接地提出了一种基于０ ．５１１ ＭｅＶ 线获取加速质子谱演化信息的新途径。     

高能耀斑指数的功率谱及其热点分布

本文采用一个表征高能耀斑强度的综合指数,分析了太阳活动21周以来(1976.7—1991.2)级别≥M1.0的X射线耀斑和能量≥10Mev的质子耀斑综合指数的时空分布,提出在研究时段内太阳上的13个高能耀斑“热点”。这些热点活动区反复回转,爆发了占总指数58.1％的高能耀斑。本文还讨论了高能耀斑热点的特征及其与大尺度磁场演化的关系。结果表明,高能耀斑热点与大尺度磁场的演化关系密切,前者受后者的调制。     

耀斑γ射线观测与研究新进展

耀斑Υ射线研究近年来有了飞速的发展,这主要是得益于康普顿Υ射线天文台、GRANAT卫星和阳光卫星的新观测,以及对GRS／SMM资料的详细分析。简要概括了耀斑Υ射线观测和研究近年来获得的主要进展,其中包括：超长时间Υ射线暴、边缘强2．223MeV事件、大于10MeV耀斑日面分布、Υ射线谱和连续谱、粒子的加速机制等,并展望未来的发展趋势。     

质子耀斑爆发相的粒子加速

本文从粒子分布函数所满足的带有规则电场的准线性方程出发,得到了包含有规则电场与湍动起伏场相互耦合作用在内的等效动量空间扩散系数,提出了太阳质子耀斑中性片中的规则电场与湍动起伏场的联合加速机制。根据太阳质子耀斑的物理条件,计算表明荷电粒子在中性片中可以被有效地加速,能量可以达到～20MeV,甚至～1GeV。本文证明了离子声湍动起伏场与规则电场的联合加速机制有效地使质子和其它重离子注入到Langmuir湍动加速区中去;并且表明,在Langmuir湍动起伏场与规则电场联合加速的情形下,可以得到与观测事实符合得较好的高能质子的谱以及高能电子的幂律分布的谱。     

1986年2月4日耀斑与电流环合并不稳定性

本文收集了１９８６年２月４日大耀斑的Ｈα、微波、Ｘ射线和γ射线全波段的观测资料。利用暗条电流环模型分析了该耀斑的物理过程，测量了活动暗条的上升运动，求解了动量方程和能量方程。结果表明：（１）１９８６年２月４日的３Ｂ／Ｘ３耀斑可能是由暗条电流环之间的合并不稳定性所致；（２）电阻撕裂摸不稳定性是一种有效的耀斑前预热机制；（３）耀斑的高能观测资料进一步表明了电流环合并不稳定性是引起该大耀斑期间所有高能粒     

超新星遗迹伽玛射线起源的研究

正得益于空间和地面伽玛射线望远镜的发展,近十年来越来越多的超新星遗迹在GeV–TeV伽玛能段被发现,使得超新星遗迹伽玛射线研究成为热门领域之一.超新星遗迹伽玛射线的辐射特征是研究激波加速粒子等物理问题的关键,因此我们有必要先回答1个基本问题:超新星遗迹伽玛射线的辐射机制是什么?在超新星遗迹中,电子的逆康普顿与轫致过程(轻子起源)和质子的中性π介子衰变过程(强子     

耀斑氦线的观测和研究

介绍了耀斑各波区（从ＥＵＶ到红外）氦线观测的进展，从中阐明氦线观测和研究在提供太阳耀斑物理参数，了解耀斑动力学过程，电场，能量平衡及高能粒子产生和传输方面的特殊意义，并分析了这个领域目前已经取犁研究结果和今后研究中在观测技术和理论分析两个方面尚需解决的关键问题。     

日冕电子加速的诊断—多频射电高时间分辨率观测结果

一太阳耀斑的约含数千个微耀斑，每个微耀斑以热的，低频波和加速粒子的形成释放能量。耀斑期间大部分能量的释放是通过电子加速转移的 结果，然而电子加速是在耀斑前相开始，并在整个耀斑持续期间继续保持。本文介绍几个典型事件，包括射电尖峰脉冲辐射，类尖峰辐射和短时标漂移结构。     

太阳的空间观测与研究Ⅱ—太阳高能粒子和等离子体云的抛射

太阳空间观测揭示出太阳的高能电子、高能质子发射以及γ射线爆发。证实了有关的太阳射电辐射理论、揭示出太阳耀斑中的核反应。日冕物质抛射和耀斑等离子体云的空间观测揭示出它们之间的区别和联系, 认识到耀斑的热区和冷区。太阳和日球磁场观测发展了磁流体动力学理论