双重电流片和日冕瞬变

当背景磁场在日冕中存在零磁场线时,反向新磁通量的喷发将会产生双重电流片,包括零场区附近的磁场受到挤压而形成的横向电流片和新喷发场、原背景场之间形成的拱形电流片、本文用一对线偶极子来模拟背景场,用一对线磁荷来模拟反向喷发场,讨论了上述双重电流片的形成和演变过程。在电流片形成过程中,物质将向电流片集中。拱形电流片物质主要来自过渡层和光球层,并通过辐射损失进一步冷却,形成低温日珥环;横向电流片的物质则全部来自日冕,从而形成高温日冕环。以上结果可用来解释1984年4月14日观测到的日冕瞬变。     

1978年4月底大黑子群的磁场和耀斑

本文分析了云台78126活动区的五天的磁场等高斯图资料后得出,倒置的磁极性排列和纵场中性线变得迂回曲折与高能质子耀斑爆发紧密相关。在耀斑爆发后,无论是磁极性排列和纵场中性线都趋于相对稳定状态。我们发现,活动区的净磁通量φ在4月28—30日期间有急剧的变化,而在这期间发生了二个重大耀斑。我们猜想,可能是磁通量的迅速变化引起的强大电动势造成了电子和质子加速的条件。分析了耀斑结点在磁图中的分布后得出;本活动区的耀斑亮点大多数离中性线区域较远,而出现在中性线附近的亮结点,可以大致分为两种情形,一种是在中性线两侧的磁场梯度很大且具有相反电流密度的区域;另一种是出现在磁场的“中性点”附近。     

光球物质的水平运动对暗条激活和耀斑爆发的影响

本文作者用数值方法讨论光球物质水平运动的两种基本模式－剪切运动和会聚运动对活动区背景磁场及暗条电流的影响，并由此分析它们与暗条激活以及耀斑爆发的物理关系，所得结果表明：（１）光球物质的水平运动在激活暗条和驱动耀斑爆发中具有重要的作用；（２）作为耀斑现象先兆之一的暗条激活过程，主要是由暗条电流的增强和背景磁场的演化所决定，这个过程的复杂性导致了耀斑现象物理机制和形态的多样性。     

日珥磁场结构的Rayleigh-Tayler不稳定性和无黑子双带耀斑

本文根据无黑子双带耀斑发生前暗条周围色球纤维形态的观测特征,讨论了这类耀斑的储能过程。文中还讨论了这类日珥磁场结构的不稳定性问题。当宁静日珥中磁场梯度和顶部磁力线曲率超过一定的阈值时,会引起日珥磁场结构中的Rayleigh-Tayler不稳定性的发生,导致暗条突然消失,发生这种不稳定性时,日珥支撑磁场中会产生中性电流片,并能引起两边的磁流向中心部分集中。磁力线的快速重连导致双带耀斑的产生。     

磁通量喷发的大气响应Ⅱ.太阳附近的慢激波

日冕物质喷射的观测速度常低于阿尔芬波速的估计值而高于背景日冕声速,这说明日冕物质喷射可能在日冕中形成慢激波。本文取带赤道电流片的冕流结构作为背景,用冕流底部的磁通量喷发作为驱动机制,对日冕物质喷射触发的慢激波进行数值模拟。结果表明,电流片对激波结构有着重要影响。慢激波只出现在电流片的外部,在电流片中逐渐过渡为快激波,慢激波前方的背景磁场在快磁声波的作用下显著偏转,背景密度下降超过10％。慢激波的纬度范围有限,从电流片的外沿大约延伸到±20°,且具有凹向上方的外形。     

太阳单极黑子的无力磁场理论和耀斑能量

太阳活动区中无作用力磁场偏离势场而积累了能量,对势场的偏离表现为磁场的切变。只要磁场松开扭转,就会释放能量而产生耀斑。本文根据这一基本思想,在无力因子α=常数的假定下,求出了无力磁场方程的分析解,并求出了扭转场磁能M_势场磁能M_p,可释放的自由磁能△M,磁通量Φ,总电流I,α和磁场衰减因子k等7个重要参量。这些量可表为场强B、扭转角和半影半径b的函数,后3个量可以测出,△M的公式可供太阳预报工作参考使用。将上述公式应用于1972年10月太阳活动区,算出各参量,其中△M的量级为10~(32)尔格,足够供给该活动区耀斑等活动现象的能量。与用Alfvén和Carlqvist的一维理论算出的结果比较,本文结果与观测结果更为符合。     

1989年1月14日AR5312活动区中的耀斑和磁场的关系(英文)

1989年1月14日AR5312(怀柔编号89009)活动区,产生了一个2B级耀斑。该活动区经纬度为L306、S32,黑子群磁场分类为δ型。耀斑开始时间为0202UT,结束为0534UT,持续了3个多小时。北京天文台磁场望远镜,得到了一系列较完整的高分辨磁场及速度场资料,包括光球5324A的矢量磁场图和色球4861A的纵向磁场图(图1、2)。从耀斑前后的磁图得到以下结果: 1、耀斑初始亮点位于纵向磁场中性线附近高度剪切区域(见图1B区)、新浮磁流区(图2D区)以及双极磁结构对消区。前两种区域均能形成电流片,并且引起磁流体不稳定性,从而激发耀斑,但对消区和耀斑的关系不是很清楚,有待于理论工作者进一步探讨。 2、耀斑极大时间过后,光球和色球H_(11)=0线附近纵场梯度均有明显下降。 3、在强剪切区域(图1B区),5324A横向磁场和H_(11)=0线之间的夹角在耀斑极大时间过后有明显增大,该现象表明磁能释放后,磁场剪切缓解。 4、耀斑初始亮点产生后磁场高度剪切区、新浮磁流区和双极对消区,其触发耀斑的作用和周围的磁场环境有密切关系,特别是象具有磁海湾结构这样的活动区,似乎更容易产生耀斑。 5. 该活动区色球磁场位形,较光球磁场位形复杂,主要表现在:色球的纵场出现了一些磁弧岛结构,其原因可能是光球之上的磁力线高度剪切区及扭绞所致。0411     

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,     

1988年3月黑子磁场的演化(英文)

024黑子(S.G.D编号为4964)是1988年3月份太阳上最大、磁场最强的黑子群。在日面上出现的半个月里,始终有耀斑产生。北京天文台怀柔太阳磁场望远镜对这个活动区作了常规观测,并获得了磁场和速度场资料。 024活动区是由一个偶极黑子和δ黑子组成的。12日01~h49~mUT,黑子刚从东部出现时就有耀斑和活动日珥产生。从速度场与H_β色球单色像对比来看,耀斑内有物质向里流动,而暗条中有物质向外抛射。024活动区的磁场十分复杂,S极、N极磁场互相包含、渗入、剪切,形成许多海湾结构。可能这就是产生了许多各种形状的耀斑的缘故。本文对磁场的形态作了描述。     

太阳双极黑子的无力磁场理论和耀斑能量

本文根据已得到的无作用力磁场的通解,求出了双极黑子磁场的表达式,并求出双极黑子的扭转场磁能M,势场磁能M_p,可释放的自由磁能△M,磁通量Φ,总电流Ι,无力因子α和磁场衰减因子k等重要参量。这些量可表为场强B、半影纤维的扭转角δ和两黑子中心距离l的函数,后3个量可测出。△M的公式可供太阳预报工作参考使用。将上述公式应用于1978年7月太阳活动区,算出各参量,其中△M的量级为10~(32)尔格,足够供该活动区耀斑等活动现象的能量。     

非对称四极无力场的磁能释放

本文采用二维三分量耗散ＭＨＤ模型，对带高电流层的局地非对称的四极无力场的磁能释放过程进行数值模拟，结果表明，磁能释放过程大体可以分为两个阶段：高电流层引起的异常电阻耗散使该层等离子体加热至３×１０６Ｋ的高温，形成一高温环；在高电流层耗散的触发下，磁分隔面的电流急剧增长并爆发异常电阻耗散和磁场重联，导致耀斑发生，主要的能量释放发生在磁分隔线和高剪切无力场中的磁分隔面上，等离子体温度可以达到１．９×１０７Ｋ。上述无力场的触发释能过程可能是太阳耀斑的一种重要的释能机制。     

与耀斑相关的磁场演化

本文利用紫金山天文台太阳光谱仪缝前附属Ｄａｙｓｔａｒ滤光器拍摄的，发生在ＮＯＡＡ５３９５活动区中的三个耀斑的Ｈα单色光资料，对比北京天文台怀柔观测站取得的光球磁场资料，研究耀斑产生位置与光球磁场演化的关系，结果表明：（１）在所研究的５０个耀斑亮核中，有３８个位于新浮磁流区附近，另有少数亮核出现在磁对消区；（２）耀斑亮核多集中在横场方向交叉，剪切角大的复杂磁区，耀斑后多数区域磁场结构简化；（３）耀斑     

太阳爆发过程中的大尺度磁重联电流片:理论和观测

从理论和观测两个方面来介绍和讨论出现在太阳爆发过程中的磁重联电流片及其物理本质和动力学特征。首先介绍在理论研究和理论模型中,磁重联电流片是如何在爆发磁结构当中形成并发展的,对观测研究有什么指导意义。然后介绍观测工作是从哪几个方面对理论模型预测的电流片进行证认和研究的。第三,将介绍观测研究给出了哪些过去所没有能够预期的结果,这些结果对深入研究耀斑一CME电流片以及其中的磁重联过程的理论工作有什么重要的、挑战性的意义。第四,讨论最新的与此有关的理论研究和数值实验。最后,对未来的研究方向和重要课题进行综述和展望。     

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.     

基于MDI/SOHO合成图的全球磁场外推

用势场方法和格林函数解构造了三维日冕磁场.相关的边界条件是所观测的光球磁场以及光球上2.6个太阳半径的开放场(源表面).所用的光球数据来自高精度的MDI/SOHO观测(2″/像素,1桢/98min).这种外推方法可以用来分析太阳大事件在大尺度上的可能触发机制.作为一个例子,我们分析了活动区NOAA9077的外推日冕场,发现它们的形态与EIT/SOHO的日冕观测相符很好.结合全日面Hα演化,我们推测来自活动区9082的一次激波扰动应该是导致2000年7月14日大耀斑和日冕物质抛射的触发原因,该扰动沿着外推所得到的一个磁环系统直接传到大耀斑爆发位置.     

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。     

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。     

3个太阳活动区中的水平和垂直电流与耀斑的关系

对3个超级活动区（大的δ型黑子群）NOAA 5395、6659、6891中的电流分布作了系统计算；利用已发表的计算方法，首次用于实际活动区的水平电流分布；给出了电流与耀斑核的关系。将这种关系分为两类：密切相关和准相关，并同时给出了统计结果。结果显示：1）对于垂直电流和水平电流来说，密切相关率分别是29％和10％，准相关率分别是50％和30％；2）有些耀斑核与两种电流都相关，而大多数只与其中一种相关；3）与两种电流都不相关的耀斑核只占6％左右；4）两种电流起互补作用，因而对于预报耀斑具有一定的作用。通过分析还发现，磁场剪切强的地方相应于强的垂直电流，而磁中性线附近纵向磁场梯度大的地方相应于强的水平电流。     

1986年2月4日太阳耀斑的演化研究

本文根据乌鲁木齐天文站的H_α耀斑及3.2cm射电流量观侧资料、云南天文台的黑子精细结构照相和Marshall Space Flight Center的向量磁场图,对1986年2月4日的六个耀斑的形态相关及演化联系,特别是0736UT 4B/3X大耀斑的发展过程进行了综合分析。主要结果是: 1.4日大耀斑的初始亮点和闪光相的主要形态演化,与活动区中沿中性线新浮现的强大电流/磁环系密切相关。后者的主要标志是沿中性线的长的剪切半影纤维及它两端的偶极旋涡黑子群(1_3F_3)。 2.上述大耀斑与1972年8月4日0624 UT大耀斑爆发的磁场背景及主要形态特征相似,表明两者的储能和触发机制可能相同。 3.大耀斑爆发的H_α初始亮点,双带出现,环系形成,亮物质抛射和吸收冕珥等现象同3.2cm射电流量的变化在时间上有较好的对应关系。 4.重复性的前期小耀斑爆发位置和发展趋势与大耀斑的主要形态及演化特征相似。它们相对于剪切的纵场中性线两侧的位置相近或相同。因而,可以看作上述强大电流/磁环系不稳性发展过程中的前置小爆发。     

2004年1月8日活动区10537内耀斑和相关CME的分析研究

利用色球Hα线心像、TRACEUV和SOHO/EITEUV单色像、SOHO/LASCO白光日冕观测、SOHO/MDI光球磁图以及Nobeyama射电观测,对2004年1月8日日面边缘δ位形黑子群AR10537内发生的一个M1.3耀斑及相关的CME进行了初步的分析。该耀斑除了位于反极性磁场区域、覆盖部分黑子半影的两个主耀斑带外,还伴随有一个明显的远距离耀斑带,这表明有扰动能量沿大尺度日冕结构从耀斑源区向外传播。这一远区增亮处随后有EITdimming出现,表明色球蒸发导致的物质损失可能是产生日冕dimming的重要因素。另外,位于远距离耀斑带南面的一个大宁静暗条在耀斑发生后有部分消失,这可能与该耀斑导致的大尺度日冕磁场重构有关。该耀斑爆发与LASCO观测到的一个快速partialhaloCME在空间和时间上具有密切的关系,它们极可能是相同磁场过程在日冕的不同表现,故我们将此耀斑及与之伴随的日冕dimming认证为这一CME的日面源区。