太阳射电研究四十年

本文概述了太阳射电天文学的历史,从早期的失败到1942年Hey对太阳射电波的偶然发现为止.文中讨论了太阳射电研究在米波-十米波、千米-百米波和厘米波所取得的主要进展。同时讨论了与射电爆发共生的耀斑的观测以及用等离子体辐射和回旋同步加速辐射对这些观测所作的解释。从空间对与Ⅲ型爆发有关的等离子振荡和一维电子速度分布的测量,业已证实了用等离子体辐射对观测所作的解释。Ⅲ型爆发的米波-十米波射电日像仪测量和千米-百米波的飞船测量表明,Ⅲ型电子束流是沿着浓密的日冕流和沿着阿基米德螺旋轨道运动的。在厘米波段利用角秒分辨率的大天线阵对活动区和射电爆发所作的高空间分辨率观测,表明了它在观测日冕磁场、了解冕环的物理性质、测量耀斑附近磁场结构,从而在研究太阳耀斑起源方面有着巨大的威力.     

对太阳Ⅰ型源自行的观测和讨论

我们使用密云“4×16”复合干涉仪跟踪观测太阳(中天前后各三小时),以确定Ⅰ型源的二维位置并分析它的自行。 460 MHz Ⅰ型源通常位于相应黑子群的径向延长线上,偏差不超过0′.5。 我们发现,多数Ⅰ型源不时处于缓慢运动之中,速率为10~5—10~6厘米/秒。凡有自行的Ⅰ型源对应的活动区具有较剧烈的耀斑活动。而无自行的Ⅰ型源对应的活动区,在以源存在日为中心,前后各一天(共三天)内,不出现一级以上耀斑。 我们认为,Ⅰ型源的自行,反映了磁力线管的运动,磁场位形的变化。而这种变化可能与耀斑活动有关。     

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。     

太阳米波Ⅰ型源与太阳质子事件的关系

对1970年1月——1973年6月太阳射电观测资料的统计表明,95%的太阳质于耀斑事件,在发生前一天左右,其上空已无米波 f 型源;而当活动区上空存在米波 I 型源时,尽管有特大微波爆发,仍不发生行星际质子事件.另外对典型活动区作的磁势场计算表明,米波 I 型源区的磁结构基本上是封闭的,而质子耀斑区上空,基本上是开放的.这种差别,可能是这两种太阳活动现象彼此排斥的原因.     

146兆赫太阳射电观测——仪器和数据分析部分

全文分三部分:第一部分描述了北京天文台密云工作站的东-西16面天线干涉仪系统(工作频率146兆赫),并将仪器参数的实测结果与理论予期值相比较.第一旁瓣5%,瓣宽5.4.方向瓣在天球上的位置也都与理论预期相差不大.第二部分描述了宁静太阳及其缓变成分的观测.在太阳活动下降期没有发现米波太阳视直径的变化.第三部分分析了 I 型源的观测结果.米波源的高度我们测定在过日心径时为光球之上0.24R☉.检查不同类型噪暴源按日心径的分布,得出随着高度的增加 I 型源的噪暴成分比起连续的增强辐射下降得要迅速.在与光学现象的对应上,噪暴的起始似乎与耀斑的发生的相关性不强.噪暴源却与谱斑区的平均耀斑指数有密切关系.     

太阳质子活动区中的SVC频谱模型

根据太阳射电观测和统计分析表明,当质子活动区中3厘米的缓变分量流量密度S_3大于25sfu和它对8厘米的缓变分量流量之比S_3/S_8大于1时,活动区发生质子事件的概率很大,本文对这样的质子活动区的缓变频谱作了理论计算和解释。利用磁迥旋辐射机制计算的缓变频谱(SVC)表明:质子活动区中传导流量比宁静区中的大十倍左右,双极黑子的磁场提高了3厘米射电波的迥旋共振层,这是使S_3>25sfu的主要原因。活动区中日冕磁场梯度增大,而使3厘米的迥旋共振吸收的光厚变薄是使S_3/S-8≥1的重要原因。而正是这样的活动区有利于质子事件的产生。     

太阳活动区演化上的一种推迟效应

我们对于太阳米波Ⅰ型源与耀斑活动性之间的演化关系进行过统计分析。结果表明,二者之间存在着具有一定时延的演化关系,典型的时延时间为1—2天。本文利用北京天文台密云站146兆赫干涉仪1970年的观测结果,对上述关系作了进一步研究,并补充分析了前文没有收入统计的1972年3月的几个米波源。证实了前文所得出的主要结论。     

太阳耀斑的厘米波和分米波射电辐射

综述了太阳厘米波射电源的形态特征和演化，以及厘米波辐射与X射线源的特性比较；介绍了太阳分米波射电辐射的一些最观测结果，包括分米波Ⅲ型爆发、纤维结构、斑马纹结构、DPS漂移脉动结构、spike尖峰辐射等多种精细结构，并讨论了可能的辐射机制。     

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。     

7.5厘米太阳射电总辐射流量1976年观测结果分析

本文对我台7.5厘米太阳射电总辐射流量1976年观测结果进行了计算、处理和分析,结果表明该仪器较好地反映出7.5厘米太阳射电辐射的宁静成分、缓变成分和爆发成分;分析了观测结果存在的问题,对以后的绝对测量工作提出了要求。     

毫米波活动区及其爆发的某些观测特性

本文分析了1993年11月16日—12月4日期间用青海13.7米射电望远镜(22.235GH_2)观测的毫米波活动区及其爆发的观测特性,得到如下几点结论:1.毫米波活动区出现双极环结构是衰亡的征兆。2.毫米波上的渐升渐降型(GRE)爆发,与H_a耀斑和软X射线爆相关性强,其辐射为热迥旋辐射机制,其爆发源可能在色球高层。3.在GRE爆发上没有观测到毫秒快速精细结构,这与目前分米波的观测结果是一致的。     

基于PSP观测的行星际Ⅲ型射电爆发的研究进展

与太阳射电爆发相比,通常认为频率较低的行星际射电爆发产生于远离低日冕的行星际空间.地球电离层的截止导致地基设备无法对其进行观测.美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)发射的帕克太阳探测器(Parker Solar Probe, PSP)是迄今为止距离太阳最近的空间探测器.其搭载的射电频谱仪能够对10 k Hz–19.17 MHz频段范围内的射电辐射进行观测. PSP能够靠近甚至可能穿越行星际III型射电爆发的辐射源区,因此使用PSP对行星际射电爆发进行观测具有前所未有的优势.简要介绍了目前为止使用PSP的射电观测数据对行星际III型射电爆发的多方面研究,包括爆发的发生率、偏振、散射、截止频率、可能的辐射机制和相关的辐射源区等方面的研究进展,并讨论了其未来的研究前景.     

2个二次触发型太阳耀斑的射电时间轮廓及其日冕磁结构

利用国家天文台(北京和昆明)的射电频谱仪(频段为0.65~7.6 GHz)和相关的NoRH/17GHz射电以及TRACE/171 EUV和Yohkoh/SXT的观测资料,分析了2001/04/10和10/19的2个共生精细时间结构的稀有事件,这2个事件的射电爆发时间轮廓和观测特征相似,通过这2个事件的微波(17GHz)偏振观测资料的比较,发现这2个射电爆发均由包含多重(4极)磁结构的复杂活动区引起,特别指出这2个耀斑最后都导致了耀斑后相的分米波射电爆发(第二次触发耀斑),这可能是后环引起的射电爆发。它们都分别对应于双极磁位形,表明这两次触发耀斑是由相似的耀斑模型产生。2个分米波爆发可能是相似(homologous)耀斑的射电表现,可以推测这两次耀斑的驱动器可能皆是磁流浮现或对消(因为源区有新的单或双极出现或消失),而它们的触发器皆是由双极反向Y型位形(具有一个双极拱的单磁流系统)的磁重联,耀斑后环的演化是导致耀斑后相分米波射电爆发的必要条件。我们认为,这双带耀斑对应的宽带射电爆发辐射机制是回旋同步加速辐射过程,而耀斑后相的窄带分米波爆发的辐射机制是等离子体辐射过程。     

太阳射电米波Ⅲ型爆发的观测分析

统计分析了云南天文台在２２周峰年期间观测到的米波Ⅲ型射电爆发与光学活动的关系,发现在２３０～３００ＭＨｚ频率范围的米波Ⅲ型爆发与Ｈα耀斑的关系是密切的,Ⅲ型爆发的产生与双极磁结构和复杂型黑子活动区也密切相关。并对统计结果作了讨论。     

太阳射电米波Ⅲ型爆发的观测分析

统计分析了云南天文台在２２周峰年期间观测到的米波Ⅲ型射电爆发与光学活动的关系,发现在２３０￣３００ＭＨｚ频率范围的米波Ⅲ型爆发与Ｈα耀斑的关系是密切的,Ⅲ型爆发的产生与双极磁结构和复杂型黑子活动区也密切相关。并对统计结果作了讨论。     

太阳2cm射电爆发精细结构的形态分析

本文介绍了北京师范大学天文系,在2cm波段上观测到的太阳射电精细结构(FS).这些FS都是叠加在微波爆发上的.其中重点对1990年5月23日与AR6063活动区成协的一个47GB型微波大爆发上叠加的FS的形态特征进行了分析.计算了几个有关的参数,并对结果进行了简单的讨论.     

AR5395的射电发射特征

本文对AR5395的射电发射特征作了初步分析,发现AR5395的射电发射有如下特征: 1.AR5395的缓变分量有着足够的流量水平和猛烈的增长率,意味着AR5395是个强活动区;另外,约80％的X级的X-射线事件产生在缓变分量的上升相期间。     

太阳射电辐射的第四种成份——太阳射电快变分量

太阳射电天文学从1942年诞生到现在,人们已经观测到并证实了的太阳射电基本辐射成份有三种:它们是太阳射电爆发分量、太阳射电缓变分量和太阳射电宁静分量。 本文报导的是,在经过太阳活动22周峰年的国内联合观测以及参加Fares22和Max’91 Compaign国际联合观测中,我们已经观测到并从大量观测资料中证实了的是,太阳上存在有第四种射电辐射成份——太阳射电快速变化分量。     

太阳射电精细结构高时间高频率分辨率观测研究

本文对太阳射电精细结构这一领域进行了较为详尽深入的调研 ,发现由于观测仪器技术指标 (时间、频率、频率覆盖、偏振、灵敏度等 )相对不高 ,有很多的精细结构 ,在时间上、在频率上并没有被完全分解开来 ,或是没有被检测到。对FFS的研究 ,还处于发现 -认识 -逐步深化的阶段。观测资料还很单薄。在微波高端 (厘米波段 ) ,精细结构的观测资料更是很少。另外 ,对FFS也只是有一个侧重频谱形态的分类。本文利用我国的“太阳射电宽带快速频谱仪”的观测资料 ,几年来 ,对微波频段的射电快速精细结构进行了较为深入的研究。主要研究结果有 :发现了弱偏振微波尖峰辐射中两个偏振分量之间的时间延迟和偏振反转现象 ;首次发现了微波 (短分米波段 )高偏振U型爆发并给出解释 ;首次发现了厘米波N型和M型爆发并给出解释 ;首次发现了高偏振微波斑点并给出解释 ;首次利用甚高频率分辨率频谱仪 ,通过对大样本的分米波尖峰辐射的统计 ,给出了更为可靠的、更小的相对带宽的下限 ;结合高空间分辨率的观测资料 ,对运动Ⅳ型爆发及其伴生的精细结构作了探讨 ;对双向电子束的起源及其加速位置进行了研究     

太阳射电精细结构高时间高频率分辨率观测研究

本文对太阳射电精细结构这一领域进行了较为详尽深入的调研，发现由于观测仪器技术指标（时间、频率、频率覆盖、偏振、灵敏度等）相对不高，有很多的精细结构，在时间上、在频率上并没有被完全分解开来，或是没有被检测到。对FFS的研究，还处于发现－认识－逐步深化的阶段。观测资料还很单薄。在微波高端（厘米波段），精细结构的观测资料更是很少。另外，对FFS也只是有一个侧重频谱形态的分类。本文利用我国的“太阳射电宽带快速频谱仪”的观测资料，几年来，对微波频段的射电快速精细结构进行了较为深入的研究。主要研究结果有：发现了弱偏振微波尖峰辐射中两个偏振分量之间的时间延迟和偏振反转现象；首次发现了微波（短分米波段）高偏振U型爆发并给出解释；首次发现了厘米波N型和M型爆发并给出解释；首次发现了高偏振微波斑点并给出解释；首次利用甚高频率分辨率频谱仪，通过对大样本的分米波尖峰辐射的统计，给出了更为可靠的、更小的相对带宽的下限；结合高空间分辨率的观测资料，对运动Ⅳ型爆发及其伴生的精细结构作了探讨；对双向电子束的起源及其加速位置进行了研究。