黑子磁流体静力学模型的研究进展

太阳黑子是太阳活动最明显的标志之一,近一个世纪来对太阳黑子的观测,积累了大量的黑子磁场和热力学量的资料,提出了许多黑子的模型。本文介绍了黑子的观测经验模型以及三种有用的磁流体静力学理论模型,即无力场模型、ST模型和RF模型,用静力学理论去解释黑子的一些现象,如黑子本影和半影界面及半景和光球分界面,而不讨论它的动力学模型,着重探讨了这些模型的定量性质,总结了它们的发展历史和研究进展。最后简要地指出了今后的一些研究设想。     

太阳黑子半影的形成和返回磁通量的来源

本文从无半影的黑子成长为带半影的黑子伴随着磁场强度增强和延伸运动这个观测事实出发，通过MHD数值模拟，证明了：（1）对流层内黑子中涡旋流动的自然形成；（2）仅在黑子表面附近磁矢才急速向外移动，最终形成我们观测到的半影磁场位形；（3）光球之上由于β迅速减少，这么小的延伸速度（0.2公里／秒）仅在β～1的光球区200公里厚的层里使磁矢有效地旋转，在约几小时至一天量级时间内将近似垂直的本影磁场向水平方向旋转，形成Osherovich所期的ReturnFlux磁位形，将注入日冕空间的本影主磁流同在色球和光球内就返回的半影磁流自然地划分开来．     

细磁通量管运动的特征

从细磁通量管运动方程组导出了特征速度、特征线及其相容关系。这些结果是用特征线法研究细磁通量管运动的基础，也是正确提出定解问题的依据。表征细磁通量管横向波传播的特征速度与管内流动的ＡｌｆｖｅｎＭａｃｈ数有关。当管内流速超过ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ不稳定性临界值时，不存在横向波模式。     

大型太阳活动区磁场的一个模型

用时间缓变的非线性无力场模拟超级活动区（弧岛式大型δ黑子）的磁场位形。这个复杂磁场包含了向量磁场的主要观测特征：正负磁流极端不平衡性（正负磁流之比为１：６）,Ｕ形磁反变线,局域磁场的二极子、四极子差异性。模拟结果厅用来解释一些观测结果：（１）大耀斑主要产生在Ｕ形中性线的磁性混杂区或四极子区（２）Ｕ形反变线的准双极性区几乎没有大耀斑很小。（３）活动区内部的大型旋转运动和磁沲运动会导致四极子场磁拓扑分     

无力场模型黑子上空的纵向磁场梯度

本文按常α无力场模型计算了1980年10月23日Boulder 2744活动区前导黑子的纵向磁场随高度的变化,并与用CIV 1548谱线观测得到的色球一日冕过渡区的磁场资料相结合,求得CIV 1548发射区的有效高度。这些结果与文献[4]中对同一黑子用势场模型推求的结果有很大差别。从而表明,势场和无力场在某些方面导致的结果是极不相同的。鉴于观测已表明活动区上空存在电流的事实,在活动区磁场的模拟中,特别是在强扭曲活动区磁场的计算中,应当避免采用势场,而尽可能采用无力场模型。     

食双星RT CrB测光畸变波的黑子模拟及黑子参数的微分改正解

本文将1983年版的Wilson-Devinney方法程序,扩展到包含黑子参数的微分改正解,并提出黑子纬度的网络测定方法,由此,对RS CVn型食双星RT CrB的食外测光扰动波,进行了黑子模拟解,得出其次子星上两个黑子的位置,大小和温度,其理论光变曲线能较好地重现畸变波的观测特征。作者对黑子模型参数微分改正解的收敛性问题和不定性问题进行了初步讨论。     

磁弧剪切动力学的一个精确解

我们在文[1]里对磁弧剪切作了数值解,得到了剪切速度ω和磁场B_z的分析解,但对二维速度(u,v)的振幅占δ′/ζ仅有只依赖于时间的近似解。本文在密度为常数条件下得到了磁弧剪切在线性演化阶段的较精确的解析解,比较了密度为常数和密度重力分层两种情形下的数值解,证实当β(=气压/磁压)很小(量级为10~(-2))时两者差别不大,因此本文结果近似可用于密度不为常数的实际太阳大气中的磁弧剪切动力学过程。解析解的主要结果是导出振幅δ′/ζ的高度依赖关系:随着时间增加,振幅δ′/ζ随高度下降越来越慢。这导致磁弧顶越升越高而脚根基本上不朝外移动,这样闭合的磁弧将有可能逐渐变为开场。     

中子星自洽的有限磁层大气模型

本文讨论的是中子星自洽的有限磁层大气模型,先用试探解方法得到一个解析解,它给出有限磁层大气的分布轮廓,然后用能量最小原理讨论了其特性,取得了有意义的结果。同时,通过对其等离子体与真空交界面的研究,得出其交界面也是稳定的。最后,我们对模型的发展作了展望,指出赤道区的超共转,可能与子脉冲漂移有关,从这个模型出发,我们将可能最终建立一个自洽的有辐射的模型。     

关于脉冲星非共转模型的研究

本文讨论了共轴、纯转动、force-free的脉冲星系统,在Burman理论基础上建立了一个非共转模型(其中含待定参量,共转情况是它的特例)。利用系统稳定的近似条件——系统能量最小确定特定参量,得到一个与G-J模型类似的共转模型。由于考虑了惯性效应,不存在星风,是稳定态,但没有辐射。在转轴与磁矩有小偏角时,利用非平衡系统更普遍的稳定条件——熵产生最小,确定本模型的参量,得到的辐射能量在量级上与观测值相符合。     

质心运动的视超光速源的运动规律

在源的质心固定的视超光速模型的基础上，进一步出在质心运动情况下的视超光速运动的视速度议程，在喷流方向与源的退行方面相反的情况下，推导核与子源速率相等及核固定条件下子源真实速度的方程，然后代入视速度和由自康顿效应推算的喷流与视线的夹角数据，从而求出上述极值条件下子源的真实速度，再与对应源的哈勃红移速度相对照，结果发现，源的运动对其子源的速度没有影响。     

修正的粘滞律及有磁吸积盘的稳定性研究

本文采用修正的粘滞定律及磁流体力学研究了薄吸积盘内区及外区的稳定性问题。运用微扰方法导出了色散方程，分析了四种情况下吸积盘的不稳定性，结果表明：在同时考虑磁场和修正的粘滞律时，吸积盘中存在着三种振荡模式，其中粘滞模式总是稳定的，磁声速模式（包括向里、向外传播两种模式）通常是不稳定的。这些结果为解释ＢＬ Ｌａｃ天体、Ｓｅｙｆｅｒｔ星系、类星体等活动星系核的光变现象提供了理论依据。     

银心区气体分子环的开普勒模型

根据银心区的CO谱线观测 ,对 30 0pc气体分子环提出了一种开普勒模型 :气体分子分布在一个膨胀或收缩的椭圆环上 ,环上的气体分子按开普勒定律绕银心转动。在这样一种模型下 ,气体分子的辐射可以产生类似CO谱线观测的图形。简单讨论了各种模型参数对图形的可能影响     

A possible correlation between solar activity and Earth's oblateness

Recent observations demonstrate that Earth's dynamic oblateness (J₂), which has exhibited a decrease since 1979, suddenly increased around 1997 and the increase is still continuing. The decrease is attributed to post-glacial rebound from the mantle, and several causes, all of terrestrial nature, have been suggested to explain the sudden change in the trend. But the observations remain puzzling. On the other hand, close relationships are known to exist between many phenomena on the Earth with solar activity, and unusual behaviours of other planets have also been demonstrated to be correlated with solar activity. We show here that solar activity is significantly correlated with J₂, and is possibly responsible for the sudden increase in Earth's dynamic oblateness around 1997, the latter being due to an enormous increase in the correlation.     

大统一模型与中子星温度分布的研究

本文根据ＳＵ（５）大统一模型耦合Ｅｉｎｓｔｅｉｎ－Ｙａｎｇ－Ｍｉｌｌｓ－Ｈｉｇｇｓ系统导出的旋转度规解，研究了带电荷、磁荷、ＳＵ（３）色荷的中子星表面温度的分布，结果表明：中子星在坍缩过程中可能出现表面温度的反转；同时发现了中子星的赤道与两极的温度差随着电荷与ＳＵ（３）色荷的增加而减小的规律。     

γ爆的一种新模型

本文提出了关于γ爆的一种新模型，认为γ爆起源于老年中子星，老年中子星表面磁场包含两部分：一为弱的背景偶极磁场；另一为细管状局域强磁场，该模型可以同时解释γ爆能谱中回旋吸收线和高能尾巴的存在。本文用蒙特卡洛方法拟合了ＧＢ８８０２０５的能谱，与观测结构符合得比较好。     

Blazar天体中光学射电大爆发的频谱演化

本文讨论Ｂｌａｚａｒ天体中光学射电大爆发频谱演化的理论模型．考虑沿喷流传播的相对论性激波所注入或加速的相对论性电子，受到康普顿、同步辐射和绝热膨胀三种损耗，并计及相对论电子能谱的高能截断．假定喷流轴线与观测者方向构成很小角度．文中给出了大爆发频谱三阶段连续演化的特性，即康普顿阶段，同步辐射阶段和绝热膨胀阶段的爆发特性．频谱演化用（Ｓｍ－ｖｍ）关系表达（见图２，图中Ｓｍ为频谱反转流量，ｖｍ为反转频率），它与一些Ｂｌａｚａｒ天体中观测到的典型形式相符合．