耀斑日冕硬X射线源观测研究

对于足点被日面边缘遮挡住的耀斑的观测研究是诊断日冕硬X射线辐射的一个重要方法.通过统计分析RHESSI (Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星观测到的71个此类耀斑硬X射线源发现,前人提出的两类源,即日冕X射线辐射中热辐射与非热辐射源区空间分离较小的源和分离较大的源,在能谱、成像、光变曲线以及GOES持续时间等方面都没有显著的区别,其中辐射区的面积、耀斑总热能以及GOES持续时间与分离距离之间有很好的相关性.这些结果支持近年来提出的一些耀斑统一模型.同时也表明Masuda耀斑只是一类非常特殊的事件,不具有日冕硬X射线辐射的一般特征.     

紫金山天文台太阳射电频谱仪定标

定标是射电天文观测中基础而重要的工作.定标工作可以得到太阳观测中的一个重要物理量:太阳射电辐射流量,可以扣除射电频谱仪的通道不均匀性,清晰显示射电频谱特征.结合紫金山天文台射电频谱仪的观测数据,详细介绍了定标的基本方法,分析了定标常数的变化情况,最后给出了定标结果,并与野边山射电偏振计以及RHESSI(The Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星硬X射线波段的几个太阳耀斑的观测结果进行了比较,结果符合耀斑的光变特征.其中对一个耀斑脉冲相硬X射线流量和微波光变的相关性的分析表明这些观测可以用来研究有关的辐射机制以及相应的能量释放和粒子加速过程.     

太阳耀斑硬X射线观测

这篇报告扼要地叙述了太阳耀斑硬X射线爆发的观测结果,着重介绍时间轮廓、能谱特征、X辐射的偏振以及硬X射线爆发源的位置和结构。全文共分六节,第一节简要地介绍太阳硬X射线爆发的观测史及“太阳峰年”卫星和“火鸟”卫星上的仪器,第二节描述两类太阳硬X射线爆发的特征,第三节描述能谱特征,第四节给出X辐射偏振的观测资料,第五节叙述太阳硬X射线源的位置和结构,最后,在第六节里提出我们对今后从事这项工作的看法。     

太阳X射线爆发与甚低频传播相位异常关系的研究

本文对Omega系统H台,E台甚低频信号的相位实测资料及太阳耀斑软X射线资料进行了分析及研究,分析表明甚低频相位异常与太阳耀斑软X射线之间存在着极好的相关性。对白天相位变化值随太阳天顶角位置的变化效应进行修正得到修正公式,并对太阳天顶角、太阳耀斑事件效应的影响进行归算后,可得出两者之间的定量关系,经修正和归算后的相位变化量推断太阳耀斑X射线辐射流量密度值。反之,亦可由后考一太阳X射线爆发峰值流量密度值来预报相位变化量及电离层等效反射高度的变化。     

耀斑脉冲相微波毫秒级尖峰辐射及其共生现象

本文根据1981年5月16日和10月12日光学、射电、硬X射线等观测资料的对比,提出了一个模型,解释了太阳大耀斑脉冲相微波毫秒级尖峰辐射的一些特征及其与各种共生现象(例如Ⅲ型、Ⅳ_(DCIM)型和硬X射线爆发等)物理过程之间的内在联系。     

AR5395活动区演化中耀斑发生的周期性(摘要)

自1974年有连续的太阳软X射线辐射观测以来,AR5395是X射线耀斑产率最高的活动区,过日面13天内共产生106个X射线耀斑,其中X级耀斑就有11个,平均一天发生一次X级耀斑。用S.G.D.资料,对X射线峰值流量Fx,X射线耀斑出现率     

耀斑软X射线流量的统计性质

为了更定量地研究太阳耀斑软X射线辐射的统计性质,发展了一套对于给定峰值流量区间的耀斑的自动识别程序,并用它分析了从1980年到2013年GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)在两个软X射线波段上对太阳耀斑的观测.研究发现耀斑软X射线流量在峰值附近变化的统计特征和耀斑流量峰值的绝对大小无关:平均而言耀斑流量的上升时间约是下降时间的一半,而且高能量通道的上升和下降时间比相应的低能量通道时间要短,但是这些时间还是会随着耀斑流量变化幅度的增加而增加.     

一类X射线发射度在脉冲相具有显著指数增长特征的太阳耀斑

太阳耀斑脉冲相的X射线光变曲线的复杂性表明此阶段有多种物理过程参与其中.基于某些显著的观测特征对耀斑分类可以用来探索这些特征的物理起源.对GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite)卫星观测数据的分析表明有一类X射线发射度在脉冲相呈显著指数增长的耀斑.指数增长阶段的平均温度为正态分布.在此温度分布1σ之内的大多数耀斑属于B级或C级耀斑,其GOES低通道流量的峰值分布为对数正态分布.指数增长相的增长率和持续时间也遵循对数正态分布.持续时间分布范围大概为几十秒到几千秒.正如所预期的,增长时标同软X射线的衰减时标具有相关性.此外,指数增长相的增长率与持续时间呈强烈的反相关,而且随增长率的增大,对应的平均温度也有缓慢增大的趋势.     

大质量X射线双星脉冲星4U 1901+03的脉冲轮廓研究

大质量X射线双星脉冲星4U 1901 03在沉寂30多年后,于2003年1月爆发.利用罗西X射线时变探索者卫星RXTE为期5个月的观测数据,对其脉冲轮廓进行了系统研究,得到了该源的脉冲轮廓演化以及能量相关性,脉冲比例演化和脉冲比例对能量的依赖关系.研究发现,4U 1901 03的脉冲轮廓和脉冲比例随双星系统的吸积率变化呈现阶段性的演化,脉冲比例在十几keV处达到峰值.这些脉冲轮廓的复杂变化表明,脉冲轮廓不能用单一的几何或物理模型解释,而是与观测角度以及X射线源的辐射机制相关.利用标准的脉冲星辐射模型讨论了4U 1901 03脉冲轮廓的观测现象.     

修正的Neupert效应

Neupert效应的定性描述是耀斑中脉冲分量(硬X射线、微波暴)与渐变分量(软X射线发射)之间存在的因果关系,即耀斑最初的能量是以加速粒子的形式释放,加速的电子在大气传输过程中产生非热硬X射线轫致辐射,并加热大气,耀斑软X射线发射是高能粒子注入大气的响应.根据经典Neupert效应的定量描述,硬X射线发射(表征非热电子注入)结束时软X射线应该立刻达到极大,但以往的观测发现一些耀斑软X射线峰值时间(t2)明显晚于硬X射线结束时间(t1)(τ=t2–t1,τ 0),热与非热辐射之间存在明显的偏离经典Neupert效应的情况.为了研究偏离经典Neupert效应的事件,在2002—2015年间的RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)和GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites)耀斑列表中,按照在25–50 keV范围内光变较简单、软X射线有对应发射峰等判据,共选择276个耀斑样本,统计了这些耀斑的τ分布、环长d (用双足点源之间的距离来表征)与τ的关系.结果显示:(1)有227个耀斑τ 0,即有约82%的耀斑偏离经典Neupert效应;(2)τ与d之间存在一定的线性相关,即环越长,软X射线极大的时间越延后;(3)似乎存在一个临界距离,当环长小于临界距离时,经典Neupert效应成立.这些结果印证了修正Neupert效应的必要性,并对其物理意义进行了讨论.     

太阳耀斑研究的新进展(英)

近年来对太阳耀斑的研究取得了重要的进展。一些新的发现主要来自高分辨率的观测，特别是来自"阳光"卫星的结果。综述的范围包括太阳耀斑中磁重联的新证据、硬X射线源（包括所谓的超热源）的分类、X射线喷流的发现、环－环相互作用的证据以及对耀斑大气动力学过程的新认识等。基于这些新的知识，讨论了有关耀斑模型的一些问题。     

1991年10月24日白光耀斑的高时间分辨率多波段光谱分析

本文分析了南京大学太阳塔1991年10月24日用多波段光谱仪观测到的高时间分辨率（5s）的一个2N／X2．1级白光耀斑光谱．对耀斑谱线轮廓、连续发射强度、X射线和射电爆发资料进行了综合对比，分析表明，该耀斑属Ⅰ类白光耀斑，具有如下特征：（1）在白光耀斑的脉冲相期间，各波段光谱线心强度、连续辐射、谱线半宽以及线翼红不对称性与硬X射线高能波段的爆发同时达到极大；（2）H_a谱线在连续发射极大时半宽达10A，且呈现强烈的线心反转，H_β和H_γ线心亦有反转；（3）所拍摄的5条谱线都有明显的红不对称性，持续时间约为1分钟，根据上述结果，本文用电子束轰击、色球蒸发和色球压缩区对该耀斑能量积聚和释放的动力学机制作了定性的分析和解释。     

2002年7月23日X射线耀斑的RHESSI和TRACE观测物理图像

通过对比分析TRACE195A和RHESSI的X射线及Ha的图像，发现2002年7月23日的X4.8级耀斑的主体是一个典型的双带耀斑，它的Ha及TRACE195A的图像都显现出明显的双带耀斑特征，TRACE195A的像还呈现一个环拱结构，其环拱的足点与TRACE的亮带并不重合，但TRACE的亮带与X射线像的位置对应很好．在耀斑极大时刻附近，大于38keV的X射线像呈现一个低的环跨在TRACE的双带上，X射线环的顶点及两足点尤其明显，在这个低的环上方，还存在一个在低能量段明显的X射线日冕源，对该耀斑的空间结构及演化特征作了描述，还简单地讨论了一个可能的理论解释．     

太阳耀斑非热电子动力学研究

主要讨论太阳耀斑过程中非热电子动力学过程的理论模型以及在硬X射线和射电波段的观测特征。现在广为接受的非热电子动力学过程的模型是"俘获+沉降"模型,由电子的加速、注入、沉降、俘获及能量损失5个部分组成。射电和硬X射线爆发是非热电子在输运过程中与磁场、背景等离子体及其产生的波等相互作用的产物,是非热电子动力学过程的即时反映。通过分析射电和硬X射线辐射的流量、谱和成像特征,可以研究非热电子的空间分布和时间演化,研究非热电子输运过程中发生的碰撞、辐射、散射、波-波、波-粒相互作用等物理过程,研究耀斑磁场、背景等离子体特征,进而为太阳耀斑的磁场结构、太阳大气分布、磁重联模型的研究提供理论和观测依据。     

1991年10月24日白光耀斑的高时间分辨率多波段光谱分析

本分析了南京大学太阳塔１９９１年１０月２４日用多波段光谱仪观测到的高时间分辨率（５ｓ）的一个２Ｎ／Ｘ２．１级白光耀斑光谱，对耀斑谱线轮廓，连续发射强度，Ｘ射线和射电爆发资料进行了综合对比，分析表明，该耀斑属Ｉ类白光耀斑，具有如下特征：（１）在白光耀斑的脉冲相期间，各波段光谱线心强度，连续辐射，谱线半宽以及线翼红不对称性与硬Ｘ射线高能波段的爆分同时达到极大；（２）Ｈα谱线在连续发射极大时半宽达１０     

1980年10月14日太阳视圆面上的明亮物质抛射

本文描述了一个与3B级耀斑共生的、太阳视圆面上的明亮物质抛射现象——喷焰.我们观测到耀斑与喷焰间有一尺度为2×2.5万公里,强度为未扰区强度1.6倍的间隙.观测到耀斑和喷焰对应的射电爆发不同.喷焰对应有半波II型和IV型,10厘米爆发远大于3厘米;而耀斑无II型、IV型相对应,其3厘米爆发比10厘米爆发大.耀斑和喷焰对应的硬X射线辐射亦不同.耀斑有很强的硬X射线爆,而喷焰则没有. 对耀斑有关的其它H_(?)光学现象—远离耀斑主体十余万公里处的宁静色球增亮,环状明亮结构,暗条的突然活动等,也一一作了描述.     

X射线天文学的实测方法与理论工具

本文评述X射线天文学探测技术与产生X射线的物理依据。文中首先介绍了X射线与物质相互作用的性质以及X射线探测仪器,然后讨论了气球、火箭和卫星在X射线天文观测中的作用,列举了已发射和近几年中将要发射的X射线天文卫星的情况,其中较详细地介绍了乌呼鲁卫星和爱因斯坦天文台的概况。文中还阐述了X射线源的位置及其光度的测定与陈述的方式,介绍了一些重要的X射线源表。最后,简短讨论了天体X射线辐射的机制与产生的条件。     

利用费米卫星大面积望远镜对脉冲星的观测研究

费米γ射线空间望远镜(Fermi)自2008年8月观测任务开始以来,以其优越的观测性能开启了γ射线天文学研究的新纪元。其搭载的大面积望远镜(LAT)在脉冲星探测和研究方面取得了巨大的成功。除了探测到已知脉冲星的γ射线脉冲辐射信号外,LAT还能够利用γ射线数据的盲寻技术独立发现脉冲星,此外还提供了大量γ射线源进行射电脉冲搜寻。Fermi-LAT的观测带来了γ射线脉冲星数量的显著增长,确立了脉冲星是银河系内主要的γ射线源,并且探测到了毫秒脉冲星的γ射线辐射。一般来说,在长时标下脉冲星的γ射线辐射流量稳定且脉冲形状多呈现双峰结构,能谱可由具有指数截断的幂律谱描述。综述了利用Fermi-LAT数据寻找脉冲辐射信号的方法和研究γ射线脉冲星所得到的主要结果,并简要介绍了近年来在脉冲星研究方面取得的新成果。     

武仙座X-1可能存在软X射线或远紫外波段的谱线

在双星系统X射线源HerX-1的硬X射线波段测量到强的X射线谱线.第一条谱线在58keV,第二条谱线在110keV附近,并给出了谱线宽度,强度比和流量.对这种现象可以有几种解释,其中之一是认为这些谱线是由强磁场中量子化的电子同步加速辐射产生,从而可以推导出发射区的磁场强度.这几乎可以认为是宇宙中存在强磁场的     

太阳耀斑环的收缩和剪切

分析了2个耀斑事件,这2个事件分别是2002年3月14日M5.7级和2003年10月29日X10级耀斑。这两个耀斑在紫外(Ultroviolet or UV,160.0 nm)或远紫外(Extremeultraviolet or EUV,17.1 nm)都具有双带结构,在硬X射线(Hard X-ray or HXR)能段有明显的共轭足点。通过"重心法",可以得到EUV双带以及硬X射线足点的位置。通过对这2个耀斑事件的初步分析,得到下面的结论:(1)耀斑脉冲期,这两个耀斑的共轭亮核和双带都具有明显的会聚运动,会聚运动延续了3～10 min。亮核或双带的分离运动发生在会聚运动后;(2)耀斑的硬X射线足点具有很强的剪切运动,并且在耀斑过程中,剪切角的变化持续减小。这些结果表明磁重联通常发生在剪切程度高的磁场区域。这些结果支持Ji(2007)的磁场模型,这个模型认为耀斑环的收缩运动是剪切磁场松弛引起的。