利用双视角消除太阳矢量磁场观测中的180◦不确定性

随着"环日轨道器"(Solar Orbiter, SO)的在轨运行,太阳磁场观测进入了双视角遥测的时代.对利用太阳磁场的双视角观测改正矢量磁图中存在的横场(垂直于视线方向的磁场分量) 180°不确定性进行了模拟,首先模拟了对解析解得到磁图的双视角观测,然后利用"日震学和磁学成像仪"(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)在不同时间观测到的一个老化黑子的磁图模拟了双视角观测.发现要改正一个磁图中横场方向的180°不确定性,在观测上只需要另外一个平行于视线方向的磁场即纵向磁场观测的协助.利用HMI的磁场观测模拟,估算显示30°的张角能够改正50 Gs磁场中的180°不确定性.更大的张角虽然更有利于更弱磁场的改正,但是考虑到投影效应的不利影响, 30°左右的张角应该是未来空间设备进行多视角观测太阳磁场的最佳张角.     

小型激光天文动力学空间计划概念

小型激光天文动力学空间计划是 :使用在太阳轨道上无拖曳航天器和地面站以激光干涉和脉冲测距的方法 ,精确地探讨天文动力学 ,检测相对论与时空基本定律 ,改进探测引力波的灵敏度以及更准确地测定太阳、行星和小行星的参数。 1 969年开始的月球激光 (反射 )测距 ,对地球物理、参考坐标的选定、相对论的检验均有重要的贡献。 3 0年来 ,激光技术的长足进步 ,使现在正是适合于开始进行研究空间有源 (主动 )测距和光波空间通讯的时候。激光天文动力学的兴起是必然的趋势 ,其精确度将比现在提高 3到 6个数量级 ,将是天文动力学革命性的发展。小型激光天文动力学空间计划可以起到带头作用。它的关键技术有三 ,即 :弱光锁相、极精确无拖曳航天和高衰减日冕仪。弱光锁相已有长足的进步。对高衰减日冕仪的研究 ,也有了初步的方案。LISA空间计划将于 2 0 0 6年 8月发射SMART -2 ,研究测试极精确无拖曳航天。小型激光天文动力学空间计划的关键技术已日趋成熟。在第一届国际激光天文动力学研讨会 ( 2 0 0 1 ,9.1 3 -2 3 )中介绍了各相关学科背景及前沿研究 ,讨论了激光天文动力学空间计划科学目标及相关技术 ,并召开了两次小型激光天文动力学空间计划预研究筹备会 ,建立了和欧洲的合作关系。会后着手进行此项对基础     

太阳P模振动理论的研究

日震学是太阳物理的一个前沿分支学科,是根据太阳振动的观测来研究太阳的内部结构与运动的一种方法学。太阳５ｍｉｎ振动频率的理论计算和实测之间存在显著偏差和振动模的激发问题一直是困扰日震学的两大难题。经过多年的研究仍然没有解决。然而太阳表面层内绝热假设条件与真实情况有很大的偏差,我们认为绝大多数标准太阳模型的Ｐ模频率计算忽略了非绝热效应对频率的影响,忽略了振动的激发和衰减机制以及缺乏振动与对流湍流相互作     

绝热非径向太阳振动的数值计算方法

本文采用改进后的平行Shooting方法，即连续正交归一化方法，通过增加系统的秩和把微分方程从线性变成非线性的方法，使得病态方程变成非病态方程，克服了平行Shooting方法（不连续正交归一化方法）的主要困难：一是选择径向网格点数目的问题，如果被检验振动模的径向节点数大或小，所需要的网格点数则多或少；二是在远离阈值的时候，尚未有合适的方法提高计算精度的问题．数值计算出了标准太阳模型的绝热非径向太阳振动的理论本征频率谱．从数值计算的结果发现改进后的平行Shooting方法比线性化的Henyey方法和平行Shooting方法收敛性更好且精度更高．其误差可以达到1％的精度．     

绝热非径向太阳振动的数值计算方法

本采用改进后的平行Ｓｈｏｏｔｉｎｇ方法，即连续正交归一化方法，通过增加系统的秩和把微分方程从线性变成非线性的方法，使得病态方程变成非病态方程，克服了平行Ｓｈｏｏｔｉｎｇ方法（不连续正交归一化方法）的主要困难：一是选择径向网格点数目的问题，如果被检验振动模的径向节点数大或小，所需要的网格点数则多或少；二是在远离阈值的时候，尚未有合适的方法提高计算精度的问题。数值计算出了标准太阳模型的绝热非径向太阳     

太阳P模振动理论的研究

日震学是太阳物理的一个前沿分支学科,是根据太阳振动的观测来研究太阳的内部结构与运动的一种方法学。太阳５ｍｉｎ振动频率的理论计算和实测之间存在的显著偏差和振动模的激发问题一直是困扰日震学的两大难题,经过多年的研究仍然没有解决。然而太阳的表面层内绝热假设条件与真实情况有很大的偏差,我们认为绝大多数标准太阳模型的Ｐ模频率计算忽略了非绝热效应对频率的影响,忽略了振动的激发和衰减机制以及缺乏振动与对流湍流相互作用的知识。因此,我们必须发展非绝热理论来处理太阳５ｍｉｎ的振动问题     

太阳p模振动的激发机制

本文估计了激发单个太阳ｐ模振动需要的能量输入率Ｅ≡ＥΓ,其中谱线宽度Γ假设是振动模能量衰减率的观测值．在改进后的对流湍流三维时空分离描述的基础上,利用太阳对流区的混合长模型计算了振动模的激发率．认为太阳ｐ模振动主要是由雷诺应力扰动激发的,即ｐ模激发对应着对流湍流运动引起的声波发射．对于频率ν＜３ｍＨｚ,振动模的激发率为Ｅ∝ν７;频率ν＞３ｍＨｚ,振动模的激发率为Ｅ∝ν－５．理论计算的振动能谱与观测结果基本符合．     

非绝热过程对太阳p模振动的影响

本文讨论了与非绝热性有关的辐射损失和对流转移对太阳ｐ模振动的影响．在非绝热情况下，ｐ模的本征频率增加了虚部σ（１）ｉ和σ（２）ｉ．本文试图探讨一种渐进方法研究非绝热效应对太阳ｐ模振动的影响．在渐进近似失效的太阳外大气层，利用表面相移的相关关系给出了非绝热振动方程的严格解．对低、中间频率的振动模，通过渐进解和表面解在外大气层的拟合，得到表面相移只是频率的函数．与绝热振动相比，考虑非绝热效应有可能改善太阳５分钟振动的理论频率和观测频率之间存在的偏差．     

磁对流湍流对太阳P模振动的影响(英文)

为了进一步探索太阳对流区的物理性质 ,我们利用高精度N的日震观测数据来研究太阳内部扰动磁场对低阶太阳P模振动的影响。对于一个时间相关的MHD湍流源 ,我们给出了导致频率变化的各种可能性。如果只考虑磁扰动的贡献 ,不同值的振动模的频率变化仅只是涨落磁场能谱的函数。我们发现频率的变化随着太阳内部磁场强度增加而变大 ,并且和太阳活动周期密切相关。我们的计算表明太阳磁活动导致的频率变化可达 0 .3μΗz。     

激变双星的角动量损失机制和演化

本详细研究了激变双星系统的演化，发现磁制动机制导致的角动量损失要求星风的量级为１０＾－１１—１０＾－１２Ｍ⊙ｙｒ＾－１，这比太阳风强１０＾２－１０＾３倍，表明磁星风机制失效。作认为驱动双星系统演化的角动量损失是由来自致密星的吸积盘外边缘的物质溢出的惯性离心力所致。