太阳Ⅳ型分米波爆的非线性散射机制

本文提出了一种IV_(dm)型爆发的非线性散射机制和其频谱的理论计算方法.假设被捕在磁镜(IV_(dm)爆发源)的非热电子是由损失锥间隙分布所组成.非热电子(E≈500keV)激发等离子体波,经离子上的非线性散射而转换成Iv_(dm)爆发的横波.理论计算的频谱与观测符合较好,两者比较得到非热电子在源中随高度的分布以及总的IV_(dm)爆发源中的非热电子数为10~(32).另外,朗谬尔波对背景热电子有加速作用,计算v≈24vf_e的一个热电子可加速到约6MeV.可见朗谬尔湍动对电子加速是很有效的.     

太阳射电IV型爆发U形谱的产生机制

本文提出了质子耀斑爆发相期间太阳射电Ⅳ型爆发U形谱的形成机制:U形谱系由Ⅳ_μ塑爆发频谱和Ⅳ_dm型爆发频谱两部分组成,舞一爆发的频谱是由非热电子(l00keV2McV)的迥转-同步加速辐射和热电子的迥转共振吸收所产生;这种非热电子,与质子是在爆发相期间同时受到加速的。在取爆发源体积为圆柱体的近似下,对1972年8月7日的Ⅳ_μ型爆发和Ⅳ_dm型爆发的射电流量密度进行了数值计算,计算结果同观测结果比较符合。从Ⅳ_μ型爆发到Ⅳ_dm型爆发的偏振旋向反转是由于两个源中磁力线的反向平行所引起的。文中还讨论子Ⅳ型爆发U形谱同质子事件之间的关系。     

电子回旋脉■和太阳微波毫秒级尖峰辐射

本文提出由非热电子(60keV)的空心束(hollow beam)分布激发回旋脉降作为太阳微波毫秒级尖峰辐射的产生机制。文中求得了非常波模二次谐波的增长率及其随时间的变化、脉泽的饱和时间、饱和波能密度及脉降辐射的方向特征。 结果得到,当磁场强度B=507G,等离子体数密度n_(?)=4×10~9cm~(-3),电子温度T_e=1.4×10~6K,非热电子数密度与热电子数密度之比(n_s/n_e)≈4×10~(-5),磁场标高时,将在2.84GHz频率上产生高亮温度(T_b≈5×10~(15)K)的毫秒级尖峰辐射。     

迴旋同步加速辐射的一些特性

本文给出了不同能谱指数Γ的非热电子,在不同传播方向的迴旋同步加速辐射的发射因子h_(1,2)(s,θ)的详细结果。其结果表明,对同一谐波数s而言,h_(1,2)(s,θ)随着θ值(波矢量k与磁场方向Η的夹角)的增加或Γ值的下降而增加,而对同一θ和Γ值而言,h_(1,2)(s,θ)还随着s 的增加而迅速下降,而当Γ=1时,h_(1,2)(s,π/2)随着s的增加而下降的程度十分缓慢,表明在横传播条件下,非热电子具有比似纵传播高得多的发射能力,其相应的辐射流量密度要比似纵传播高出几倍。 采用 Sturrock 的耀斑爆发源模型,计算了θ=π/2情况下的迴旋同步加速辐射的射电爆发谱。我们发现对具有Γ=1的非热电子的低次谐波辐射,分别在Ⅳ型爆发的300MHz和9000MHz附近有个峰值,而在他们的高频端的低次谐波的迴旋同步加速辐射遭到强烈的迴旋共振吸收而使辐射迅速下降,从而形成两峰一谷的U型射电爆发谱。 计算表明,1972年8月4日的大爆发,很可能是一团具有能谱指数为1.5,总数为10~(32)—10~(34)的非热电子,在横传播条件下的迴旋同步加速辐射和热电子的迴旋共振吸收机制产生的。     

冕洞区太阳风中哨声波的加速作用

本文讨论由于从冕洞向外传播的哨声波引起高速太阳风附加加速的可能性,研究一个稳定的球对称模型,即认为风流和磁场是径向的。能量方程包含:(a)激起哨声波的电子束能量转移,(b)用波作用密度守恒原理描述的哨声波能量转移。动量守恒方程包括两种气体(热气体和束电子)的动量转移。温度变化由多方过程描述。对不同的哨声波能密度求出了太阳风速度随径向距离的变化。结果表明,哨声波是引起冕洞高速太阳风加速的重要原因。本文得到在地球轨道太阳风速度大约为670公里/秒(对在1.1R_处波能密度大约为10~(-4)尔格/厘米~3而言),这与观测值大致符合。     

太阳耀斑非热电子动力学研究

主要讨论太阳耀斑过程中非热电子动力学过程的理论模型以及在硬X射线和射电波段的观测特征。现在广为接受的非热电子动力学过程的模型是"俘获+沉降"模型,由电子的加速、注入、沉降、俘获及能量损失5个部分组成。射电和硬X射线爆发是非热电子在输运过程中与磁场、背景等离子体及其产生的波等相互作用的产物,是非热电子动力学过程的即时反映。通过分析射电和硬X射线辐射的流量、谱和成像特征,可以研究非热电子的空间分布和时间演化,研究非热电子输运过程中发生的碰撞、辐射、散射、波-波、波-粒相互作用等物理过程,研究耀斑磁场、背景等离子体特征,进而为太阳耀斑的磁场结构、太阳大气分布、磁重联模型的研究提供理论和观测依据。     

太阳射电IV型爆发及伴随现象与白光耀斑的关系

通过1991年6月6日共生太阳白光耀斑（WLF）的射电运动IV型爆发及其伴随现象（包括耀斑后环、爆发衰减相的射电脉动、多波段射电辐射和太阳物质抛射等）观测资料的分析,定性地探讨了WLF的起源、加热机制和发射地点的问题．假设了WLF和射电运动IV型射电爆发可能有共同起源的低日冕电子加速区,讨论了WLF的能量传输可能是通过二步加速过程,即来自低日冕的非热电子沉降能量于色球层,产生色球层的压缩波或向下的辐射场进而使上光球层温度增加导致WLF此外,提出WLF可能会伴有耀斑后环和射电精细结构的对应物．     

太阳短厘米波爆发中双重准周期脉动现象产生的可能机制

1990年5月23日0400—0451UT期间在遥隔两地的南大天文台与北师大天文台和北京天文台用时间分辨率1s和10ms分别在波长3.2cm、2cm和10.6cm上进行了太阳射电爆发的同时观测.发现了短厘米波爆发中的双重准周期脉动现象.本文根据这些观测资料连同S.G.D.发表的有关射电、光学和软X射线(SXR)耀斑等数据,提出了一个在耀(斑)环内非热与热辐射过程中由于相互作用而触发Alfven波和快磁声波的振荡模型,用来解释太阳短厘米波爆发中相关性很强的双重准周期脉动的起因和观测特征,并由此计算出爆发源区的平均物理参量T,N,B值。     

2015年11月4日太阳射电爆发干扰导航信号事件中的X射线先兆分析

太阳射电爆发是无线通讯特别是卫星导航通讯的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1 415 MHz点频的流量达到了峰值5 800 SFU(Solar Flux Unit,太阳射电流量单位,1 SFU=10~(-22) W/(m~2·Hz)),位于日下点的欧洲全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和瑞典的航空导航系统均受到了影响。分析了此次事件产生源活动区的X射线流量变化与射电流量变化之间的时间关系;通过比对,X射线的流量抬升时间较射电阈值有30 min的提前量。随后讨论了提前量之间的物理背景,即软硬X射线分别对应热电子和非热电子辐射,而非热电子是产生能够造成此类空间天气事件射电爆发的物理条件,X射线由软转硬的过程中流量的抬升变化,为进一步防控这类空间天气事件提供了一种有效的手段。     

从太阳硬X射线和微波爆发频谱推断总电子数

用非均匀模型,对１９８１年４月２７日０８００１Ｔ大耀斑进行了分析。从硬Ｘ射线和微波爆发的观测频谱出发,在假定周围离子密度ｎｉ＝３×１０１０／ｃｍ３的情况下,计算得到两者的总电子数ＮＸ和ＮＲ是近似相等的。这表明,至少对这个耀斑,两者的非热电子可能有同样的分布。此外,文中也分析了ＮＲ提高了１０３－１０４倍的原因可能在于磁场的非均匀性和源中的磁场值较小。     

太阳风中阿尔文波的研究进展

阿尔文波在太阳风中普遍存在,对其中等离子体的加热与加速有重要意义.从太阳风中的结构、太阳风湍流、太阳风全球模型、等离子体不稳定性(参量衰变不稳定性和火蛇管不稳定性)、太阳风的加热与加速等方面,总结了近年来太阳风中阿尔文波相关的研究进展.结合目前的研究趋势,从亚阿尔文速太阳风、太阳风全球模型和太阳源区3个方向展望了未来阿尔文波的相关研究.     

从太阳硬X射线和微波爆发频谱推断总电子数

用非均匀模型,对１９８１年４月２７日０８００ＵＴ大耀斑进行了分析,从硬Ｘ射线和微波爆发的观测频谱出发,在假定周围离子密度ｎｉ＝３×１０＾１０／ｃｍ＾３的情况下,计算得到两的总电子数ＮＸ和ＮＲ是近似相等的。这表明,至少对这个耀斑,两的非热电子可能有同样的分布。此外,中也分析了ＮＲ提高了１０＾３－１０＾４倍的原因可能在于磁场的非均匀性和源中的磁场值较小。     

叠加在微波爆发上的快速尖峰群事件

本文介绍了北京天文台观测到的太阳射电10厘米波段的毫秒级快速精细结构(FFS)中一类有长持续时间的尖峰(我们称毫秒时标记录上陡升陡降图形为“尖峰”,称秒级时标的记录上的陡升陡降图形为“脉冲”)群事件。这一类微波毫秒尖峰群(MMS)事件具有一系列显著的特点: 1)它在秒级时间常数的慢速记录上常常对应一8S型(持续时间小于1分钟的脉冲)的爆发。因而利用脉冲的频谱特性,对这一类微波爆发中的毫秒精细结构的特征及可能的机制进行探讨,以弥补目前只能在一个波段上观测FFS事件的缺陷。 2)这一类脉冲爆发具有从低频向高频的频漂(正的频漂),而且频漂的速率随频率带增加而增加。 3)脉冲的幅度在波长8—10厘米间受到强烈的衰减。 4)脉冲群中的每一脉冲的极大频率及起始频率从高频逐渐移向低频,意昧着激发源逐渐上升。估计上升速度约为50公里/秒。 5)这类脉冲常常出现在有δ型磁结构、最大磁场强度大于2500高斯的复杂活动区中,可能有不同级别的耀斑与之对应。 6)这类脉冲与硬X线爆发事件、分米波段快速频漂事件及“BLIPS”事件见文[7]有密切的关系。 7)这一类微波快速尖峰群事件可以解释为来自耀斑-爆发事件中形成的电子加速中心的快速非热电子流向下运动穿入一耀斑环激起的电子迴旋脉泽辐射。     

1997年11月2日微波尖峰源背景参数的诊断

利用北京天文台高时间和高频率分辨率的射电频谱仪对射电尖峰的测量,可以对背景等离子体参数进行的自洽诊断（ 磁场,密度,温度,波矢,及非热电子的性质） 。该诊断基于电子回旋脉塞不稳定性和回旋共振吸收。最后从诊断结果和太阳日冕典型参数的比较以确定尖峰辐射的谐波数。     

用粒子模拟方法研究离子声波

<正>向传播朗缪尔波被离子声波散射是太阳射电Ⅲ型暴基波和谐波激发的重要过程.使用粒子模拟方法对电子束流激发朗缪尔波的过程进行了模拟,同时对产生的反向朗缪尔波、朗缪尔波2次谐波和朗缪尔波通过非线性过程产生的离子声波的性质进行了分析研究.为了更好地研究离子声波,模拟时单独计算了由离子扰动引起的电场.模拟计算了不同初始参数下产生的离子声波强度,发现离子的温度和质量对离子声波的产生有重要作用,验证了反向朗缪尔波与离子声波的相关性.同时在模拟中验证了朗缪尔波的衰变过程,确认了离子声波对反向朗缪尔波的放大作用.     

晚型恒星宁静微波辐射的一种产生机制

本文提出具幂津谱分布的非热电子在多重偶极子磁场中产生回旋同步辐射是晚型恒星宁静微波辐射的一个可能机制。文中假设有10—20个磁偶极子随机地分布在恒星光球之下,非热电子与背景热电子数密度之比<10~(-3),并且在非热电子分布中引入了与其寿命有联系的因子。由此计算并分析了回旋同步辐射谱和偏振性质,并获得了辐射源的空间分布特性。     

太阳双带耀斑中的剪切磁场

<正>太阳耀斑、暗条爆发以及日冕物质抛射(CME)对我们生存的空间环境有着重大影响.这些爆发所释放的能量储存在剪切的或扭曲的非势性磁场中.本论文对与太阳爆发有关的剪切磁场位型及其在爆发中的重要作用进行了深入系统的研究.这对理解和预言空间灾害性天气起着至关重要的作用.本论文的研究方法包括多波段观测(从个例的深入研究到大样本的统计分析)和数值模拟.     

q-非广延分布等离子体中的离子声孤波

从三维非广延分布函数及流体动力学方程组出发,研究了非广延分布等离子体中电子的非广延性对离子声孤波结构和性质的影响.通过理论解析获得Sagdeev赝势方程,从该方程出发研究了不同q所对应离子声孤波的振幅、宽度及电子数密度的空间分布.数值结果表明:离子声孤波存在的可允许范围由参量q决定,并且电子的非广延效应对离子声孤波的空间特性及电子密度分布均有较大影响.     

由多频射电爆发探讨太阳白光耀斑的起源问题

从射电运动Ⅳ型爆发的特征和多频射电爆发开始时序的分析可以看出这个伴生的白光耀斑和射电爆发同是由低日冕的加速电子激活,可能通过非热电子沉降能量于色球层,产生了色球层压缩波,又经二步能量传输过程过程中在上光球导致ＷＬＦ。通过对共生事件的分析,并与已知的二类ＷＬＦ的观测特征作了比较,提出该ＷＬＦ可能属于二类的混合型,并提出了ＷＬＦ可能存在射电辐射的必要条件。     

脉冲型耀斑中阿尔芬波湍流加速3He和重离子机制探讨

基于在^3He丰富事件中，高能^3He和重离子具有相似的幂律谱分布这一观测结果，通过数值求解Fokker-Planck方程，探讨经阿尔芬波湍动速后的离子分布随时间的演化特征。计算结果表明：加速源区的等离子体密度和阿尔芬波湍动能量密度对粒子能谱分布起主要作用，如果取加速源区等离子体密度n=(0.1-1)10^10cm^-3、磁场强度B=50-100Gs、湍动能量密度为0.4-2ergs cm^-3，则在1秒左右的时间内，湍动阿尔芬波能够将^3He和重离子加速到10MeV/nucleon量级，能谱指数为2.0-3.5。理论计算与观测结果基本一致。