日球边界射电辐射的研究进展

日球边界射电辐射是太阳系最强的射电辐射现象,辐射功率至少达1013 W,能够提供日球边界附近高能电子束和背景磁等离子体结构的重要物理信息.自1983年旅行者号卫星首次探测到日球边界射电辐射后,其便受到研究者们的广泛持续关注.日球边界射电辐射大致有两类:辐射频率相对较高的瞬时辐射或称漂移辐射以及辐射频率相对较低的持续辐射或称非漂移辐射.通常两类辐射都从大约2 kHz开始,漂移辐射具有向高频率漂移的特征,频漂率约为1–3 kHz/yr,频率范围1.8–3.6 kHz,持续时间较短大致100–300 d;非漂移辐射没有明显的频率漂移,频率范围1.8–2.6 kHz,持续时间较长大致3 yr.目前普遍认为日球边界射电辐射与激波有关.介绍了该射电辐射可能的辐射产生源区、辐射物理机制以及与辐射相关的激波来源,并且讨论了尚存在的科学问题以及展望了未来可以进一步开展的研究.     

中尺度磁绳结构的行星际观测

由磁绳结构主导、平均尺度约二、三十个小时的行星际磁云是日冕物质抛射在行星际膨胀、传播的体现。最近，Moldwin等人报道在太阳风中还观测到一些尺度在几十分钟的小尺度磁绳结构，并认为太阳风中的磁绳结构在尺度分布上可能具有双峰特征，在全面检视了WIND卫星(1995年-2000年)和ACE卫星(1998年-2000年)的观测资料后，发现了在行星际太阳风中一些尺度为几个小时的中尺度磁绳结构，利用初步整理的其中28个中尺度磁绳结构事件，认为太阳风中的磁绳结构在尺度分布上可能是连续的，这对行星际太阳风中磁绳结构物理起源的研究可能提出重要的物理限制。     

行星际磁通量绳尺度及能量研究

行星际磁通量绳是太阳风中一种重要的磁结构.从1995-2001年的Wind卫星的观测资料中认证了144个行星际磁通量绳.其时间尺度介于几十分钟到几十小时之间,其空间尺度呈现连续分布.通过估算磁通量绳单位长度的能量和总能量发现:磁通量绳的能量分布和耀斑的类似都呈现很好的幂率谱.通过讨论行星际磁通量绳和太阳活动爆发的关系,建议所有的小、中、大尺度通量绳都直接起源于太阳上的爆发,和磁云对应于通常的日冕物质抛射一样,中、小尺度的通量绳对应相对较小的日冕物质抛射.     

无碰撞重联区中的混沌感应电阻

无碰撞磁场重联作为一种将磁能有效转化为等离子体动能和热能的机制,已经被广泛应用于解释太阳耀斑、地球磁暴等各类等离子体的爆发活动.然而,在无碰撞重联区中反常电阻的微观物理机制仍然是尚未解决的基本问题.在众多反常电阻的形成机制中,基于磁零点附近粒子轨道混沌性产生的混沌感应电阻,虽然不是最普遍流行的形成机制,但它的微观物理图像却是最为清晰的.回顾了无碰撞重联区中混沌感应电阻的早期研究和基本理论模型,介绍了关于混沌感应电阻研究的新进展并阐述了混沌感应电阻未来的研究方向.     

考虑等离子体波湍动压粘滞的吸和盘模型

The viscosity has been a basic problem which is very important but hard to solve in the accretion disk theory. A model of accretion disks with plasma wave-turbulence stress viscosity can be established on the basis of the wave-flow coupling equation system. Here a specific case with stimulated Langmuir wave turbulence is presented and compares with the well-known standard α-viscous law model. The results show that the wave-turbulence stress as a viscous mechanism is more elTecient as well as more plausible and self-consistent than the flow-turbulence stress in the α-models.     

等离子天体物理学与现代等离子体宇宙观

现代科学表明宇宙中99%以上的可观测物质都处于等离子体状态,从小尺度的微观粒子动力学集体过程与能量转换机制到大尺度的宇宙等离子天体结构状态与爆发活动现象,都是等离子天体物理学的研究课题.从宇宙演化历史、大尺度结构形成以及爆发活动现象等方面,系统地论述了等离子天体物理学在现代天文学发展以及现代等离子体宇宙观形成中的重要作用.同时,结合空间卫星科学探测研究及其对现代天文学的巨大影响,进一步阐述了地球磁层和日球层等空间等离子体实地探测研究在等离子天体物理学研究中所扮演的“天然实验室”的独特作用.     

紫金山天文台“太阳和太阳系等离子体”组研究工作简介

在过去的半个多世纪里,天文观测技术取得了“从可见光到全波段”观测和“从地面到空间”观测这两个方面的重大突破,不仅极大地开拓了天文学研究的新视野,也使整个天体物理学的研究方向发生了重大转变。从对稳恒天体及其天体系统的稳态平衡结构及其长期宇宙学演化规律的研究转向了对宇宙弥散介质的动力学过程的研究和活动天体的爆发现象、正常天体上的活动现象等高能爆发活动及其瞬变动力学演化过程的研究。宇宙各类天体的能量驱动来源大体上可以分为三类：天体物质坍缩过程中释放的引力势能、恒星内部核燃烧释放出的核能和各种磁天体环境中等离子体-磁场相互作用释放的磁能。     

太阳风中电磁离子回旋波的观测与理论研究进展

太阳风中的电磁离子回旋(Electromagnetic Ion Cyclotron, EMIC)波自报道以来,受到了广泛的关注和研究.由于波的频率接近质子的回旋频率, EMIC波可以通过回旋共振波粒相互作用将波能传递给离子,并在太阳风粒子加热和加速等能化现象中发挥重要作用.总结了太阳风中EMIC波的观测和理论研究进展,包括EMIC波在磁云内外、磁云和行星际日冕物质抛射鞘区中的观测研究得到的一系列结果以及基于观测进行波的激发机制所取得的研究进展,并展望未来研究太阳风中EMIC波的突破方向.     

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.     

太阳和太阳系等离子体研究专辑:序言

宇宙中超过99.9%的可见物质处于等离子体状态,等离子天体物理是天体物理的重要分支,为理解天体系统的形成、演化及爆发现象提供着重要的理论基础.专辑通过14篇文章系统介绍了中国科学院紫金山天文台等离子天体物理团队在太阳和太阳系等离子体方面的研究成果,希望能帮助读者全面了解太阳与日球等离子体物理研究的重要进展及存在的问题.