脉动变星中的湍动对流的统计理论

本文研究了湍动对流的动力学过程.从统一的关联函数的动力学方程出发,同时得到了变星脉动速度场下,对流的定常分量和脉动分量.主要结果可归结如下:(1)对于定常对流,维滕斯的混合长理论和奥比克的元胞对流公式,均可视为我们统计理论的特殊情况.(2)考虑到湍动对流建立的动力学过程,与似稳流场的混合长理论相比,湍动对流脉动分量的振幅减小了,并且出现一个相位滞后.(3)讨论了湍动对流对变星脉动稳定性的影响,它表明:a)在丰富元素的电离区之下,湍动能对流(热对流加机械能流)的直接作用是促使脉动不稳定;而在丰富元素的电离区,对流传能起稳定性作用.b)湍流粘滞性永远起阻尼作用;而在准绝热脉动区,湍流压起退稳定的作用.c)分子应力(气体压加分子粘滞应力)对湍流作功项对变星脉动稳定性的作用,正好同湍流雷诺应力的作用相反.辐射传能和湍动对流的综合作用,可以解释“造父型”变星脉动不稳定区红端边界和晚型红巨星及超巨星的光度变化.     

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。     

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。     

湍动等离子体散射对天体X射线谱的作用

天体(包括太阳)活动区常常伴随着出现等离子体湍动。这种湍动的散射作用,势必会大大改变该区产生出来的辐射谱的特征及“大气”结构。观测到的宇宙X射线源大多数具有较大的辐射谱指数,用通常的康普顿机制(或同步加速机制)来解释这种谱特征是困难的。但是,考虑到等离子体湍动散射对辐射转移过程的作用,这种困难即可克服,并可在很宽的谱指数范围内与观测谱相拟合。本文具体研究了等离子体湍动散射对康普顿过程的作用,得到了甚宽的X射线辐射谱,并从理论上得出了对应活动区的大气结构模型,与经验模型相吻合。这表明,考虑等离子体湍动散射对天体活动区所产生的辐射的作用是很重要的。     

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。     

等离子体湍动电场对Stark致宽函数的贡献

过去在用Stark效应研究天体活动过程的光谱时,一般仅考虑Holtsmark场的作用,所得出的电子密度只是一个上限。近来的研究表明,等离子体湍动电场在其中也起着重要的作用,而且当计及这种场的作用时,电子密度减小很多。本文给出Balmer线从H_3—H_(30)的Stark致宽函数S(α,α),它们是考虑到Holtsmark场和湍动场的联合作用以及对两者的不同比值而计算的,所给出的结果与Underhill等和Galdetskii等分别对纯Holtsmark场和纯湍动场而得到的类似数值不同。由于除了极少数外,大部分太阳耀斑和爆发日珥以及其他天体活动过程可能都处于弱或中等等离子体湍动状态,因而所算出的S(α,α)值可用于这些过程的氢线轮廓或半宽的分析。     

太阳风离子尺度湍流与太阳风加热

太阳风源自太阳大气,在行星际空间传播过程中被持续加热,然而究竟是何种能量加热了太阳风至今未研究清楚.太阳风普遍处于湍动状态,其湍动能量被认为是加热太阳风的重要能源.然而,太阳风湍流通过何种载体、基于何种微观物理机制加热了太阳风尚不明确,这是相关研究的关键问题.将回顾人类对太阳风加热问题的研究历史,着重介绍近年来我国学者在太阳风离子尺度湍流与加热方面取得的研究进展,展望未来在太阳风加热研究中有待解决的科学问题和可能的研究方向.     

16398区的H_a磁结构剖析和谱斑的湍动加热

本文利用ZFM法则分析了紫金山天文台1979年11月所拍日面16398活动区精细色球照片,探讨了谱斑、耀斑、磁场、波湍动和H_a形态发展间的关系。并试用波场流体场的耦合方程去解释谱斑的垂直加热问题,认为观测到的细长谱斑亮条应是水平湍动加热的表征。     

关于奖励优秀论文作者及约稿作者的决定

正经中国天文学会天文学报编辑委员会批准,对2017年至今受邀撰写并获录用发表在《天文学报》的6篇论文及2017年遴选出的2篇优秀论文进行奖励,金额分别为2000元和4000元.名单如下:1.湍动对流与变星脉动稳定性发表于《天文学报》2017年58卷2期     

活动星系核中相对论电子束的物理效应

本文研究了Ｂｌａｚａｒ天体的辐射性质，提出一种新的喷流模型，即具有幂律分布的极端相对论电子团从中心核注入喷流等离子体中，它在一定的注入速度下，不仅能在喷流等离子体中激发等离子体湍动，产生电磁波的相干辐射，而且能产生强的同步辐射。利用等离子体的弱湍理论，我们研究了极端相对论电子团在喷流等离子体中的辐射过程，并详细研究了它在解释Ｂｌａｚａｒ天体辐射特性中的应用，本文认为，Ｂｌａｚａｒ天体的不稳定辐射与极端相对论电子团的无规注入、喷流等离子体的物理环境瞬息变化有关。Ｂｌａｚａｒ中快速变化的辐射偏振角摆动。产生于相对论电子团在湍动等离子体中的同步辐射过程。另外，Ｘ选和射电选的ＢＬＬａｃ天体之间的区别取决于喷流等离子体的运动状态和物理环境。     

超新星遗迹CTB109射电半圆形形态解释

倪陈平等利用最新的压力驱动雪耙相超新星遗迹演化公式解释了CTB 109的X射线半圆形形态。东半部激波的射电辐射是由CTB 109从自由相转化到绝热相时的湍动所增大的磁场以及由这湍动和激波加速的相对论电子所产生的。而分子云中激波产生的射电辐射是由星际磁场的激波加速和激波压缩所产生的,这一部分激波产生的射电流量远远小于东半部激波产生的相同频率处的射电辐射,而且也小于Green(1984)所有银河系超新星遗迹在相同频率处的射电流量,因而观测不到,所以CTB 109具有半圆形射电结构。     

W51M分子云中H和He复合线的观测研究

W51M (W51 Main)是一个和HⅡ区成协的大质量恒星形成区,在其中可以探测到众多的分子谱线和H、He射电复合线.中国科学院上海天文台基于天马65 m望远镜对W51M的观测数据,证认了主量子数在74–117之间的H、He复合发射线,其中主量子数在74–78之间的H和He的α复合线均被探测到.结合H和He复合线的多普勒致宽,算出该HⅡ区的电子温度约为7400 K, He+/H+的离子丰度比约为0.09,这与已有的研究基本吻合.考虑高信噪比的复合线,即H(n)α(74n78),计算得出W51M的平均湍动速度是13.767 km·s-1.通过确定W51M或其他HⅡ区中的复合线,获取电子温度、湍动速度以及其他物理参量,在电子数密度、元素丰度、恒星形成率等方面进行了探讨,对分子谱线以及其他波段的复合线研究具有借鉴意义.     

活动星系统中相对论电束的物理效应

本文研究了Ｂｌａｚａｒ天体的辐射性质，提出一种新的喷流模型，即具有幂律分布的极端相对论电子团从中心核注入喷流等离子体中，它在一定的注入速度下，不仅能在喷流等离子体中激发等离子体湍动，产生电磁波的相干辐射，而且产生强的同步辐射，利用等离子体的弱湍理论，我们研究了极端相对论电子力在喷流等子体中的辐射过程，并详细研究了它在解释Ｂｌａｚａｒ天体辐射特性中的应用，本文认为，Ｂｌａｚａｒ天体的不稳定辐射与极端     

两个大环状日珥群H_α单色光与光谱的同时观测

利用南京大学太阳塔,我们观测到1982年12月20日和1983年2月9日出现在日面西边缘的两个大环状日珥群。由同时获得的H_α单色光照相资料H_α、CallH·K线光谱资料测出了环内物质的视向速度分布,该分布与假定物质沿环无粘滞的自由下落推算出的视向速度分布相一致。利用H_α和K线的半宽求出了环内物质的运动温度及湍动速度,温度分布比较均匀,湍动速度随日面高度而增加。利用K线和H线线心强度之比,推算了环内物质的密度,得到氢原子密度为1.3—2.6×10~(10)cm~(-3),另外,还通过估算环珥群的总能量来讨论了环珥群与耀斑的关系。     

空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射

本从弱湍动等离子体理论出发,由Ｖｌａｓｏｖ方程导出Ｍａｓｅｒ效应作用机制下共振波的演化规律,并且讨论了尘埃等离子体电子束入射情况下,共振Ｌａｎｇｍｕｉｒ波的增长率,研究结果表明,Ｍａｓｅｒ效应比其它不稳定性（如本中论及的束流不稳定性等）能更好的解释空间中反常Ｌａｎｇｍｕｉｒ辐射现象。     

空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射

本文从弱湍动等离子体理论出发,由Ｖｌａｓｏｖ方程导出了Ｍａｓｅｒ效应作用机制下共振波的演化规律;并且讨论了尘埃等离子体电子束入射情况下,共振Ｌａｎｇｍｕｉｒ波的增长率．研究结果表明,Ｍａｓｅｒ效应比其它不稳定性（如本文中论及的束流不稳定性等）能更好地解释空间中的反常Ｌａｎｇｍｕｉｒ辐射现象．     

恒星对流κ-ω模型的性质研究

为了将Li提出的k-ω模型应用到一般的恒星环境中,有必要研究其中模型参数的物理意义,以便限定它们的取值范围.研究表明,模型参数c'_μ的变化对湍流的Peclet数、湍动能、特征时标和特征长度都有影响,除此之外,随着它的增加,底部对流超射区中湍动能的衰减速率明显加快;模型参数c'_μ与等效混合长参数α都与对流传热效率成正比,它们的对数存在线性关系;模型参数c'_μ和底部对流超射区中湍动能的衰减指数θ之间取对数后也存在线性关系.对于太阳,可得到一组合适的模型参数值:c'_μ=0.004,α=1.7.     

宁静日珥物理参数的二维分布

本文利用完全线性化方法处理了一个日珥的光谱资料,得到其物理参数的二维分布。结果表明:在日珥中心,运动温度和中性氢密度随高度增加而减少,湍动速度随高度增加而增加;而在日珥边缘,运动温度不随高度变化。从中心到边缘,运动温度是增加的。日珥中不存在流体静力学平衡,磁场对日珥支撑起重要作用。     

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.     

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．