太阳磁场的最近观测结果

上期学报,沈世武引黑耳(C.E.Hale)1913年的话,说太阳除了黑子有强大磁场外,还有一个普遍的磁场,强度约50高斯。太阳普遍磁场的存在与否,自黑耳提出后,始终是一个聚讼纷纭的问题。不过,根据近年观测的成果,大致不能证实黑耳的话,即使有磁场存在,也是很弱。培勃可克(H.W.Babcock)分析1940,1941,1943,1946和1947年所得的太阳光谱,42对光谱片中、24对和黑耳的话不合。培氏在文中并引述     

恒星的磁场

一.引论太阳除了它的黑子周围有强大磁场存在外,在1913年黑耳(G. E. Hale)发现它还有一个普遍的磁场,强度约50高斯。作为一个普通的恒星的太阳既然有磁场存在,那么其他恒星是否也同样地会有呢?这是一个很有趣味的研究题目,并且可以预料到,从这个题目的答案,可以解决不少天体物理学上现存的问题。过去,天文学家主要只用温度与压力两个因素来解释天体光谱。有一些特殊的恒星光谱中出现著特别强的谱线(如猎犬座α~2星的光谱中有许多希有土     

太阳黑子矢量磁场的综合测定法

本文利用太阳活动区强磁场的扫描照像资料计算出总磁场和纵向磁场强度,再推出横场强度值,结合黑子半影的形态定出横场的方向,从而推算黑子区域的矢量磁场。这种综合测定法的优点是只需要简单的观测设备,使用计算机归算资料,就能很容易地得到矢量磁图。这种方法的缺点是所得的矢量磁场仅限于黑子区域。但是由于多数的太阳耀斑的触发点都发生在结构复杂的黑子区域内,因此用本方法得到的矢量磁图仍然是很有意义的。作为一个例子,我们对Hale No.17906(YN No.81547)黑子群的矢量磁场进行了详细的计算。     

太阳耀斑的一种发电机机制的设想

当太阳黑子磁环从太阳对流层深层上浮到太阳表面时,便形成了一个双极黑子群的活动区。在活动区内,纵向磁场为零的中性线区域为高压区,垂直向上气流把黑子磁弧吹入日冕。同时在磁弧的顶部,即在中性线上空产生了感应电流,它的焦耳耗散形成了H_α耀斑。然而,因两个黑子区内为低压区,吸注气流从黑子磁弧的两条腿部顺磁力线流向黑子,它与位于中性线的上升气流形成了两个对称环流,随着环流和磁弧的发展,耀斑区向中性线两旁分离,因而呈现出双带耀斑的特征。本文还估计了耀斑的能量,只要横越磁场的速度,v_⊥～0.3—3公里。秒~(-1),磁场强度B～10—100高斯,这就足以产生耀斑所需要的10~(29)～10~(33)尔格的能量。     

1984年2月25日日面大耀斑光学特性

1984年2月25日,日面爆发了一个高能大耀斑。我们取得了该耀斑过程的光球黑子活动区强磁场以及黑子、H_α色球等光学资料。分析表明:1.这种高能大耀斑是产生在有黑子剪切运动、新浮磁流和磁场梯度大的磁中性线(H_n=0)两侧;2.耀斑发展到极大前后,不但会掩盖部分后随黑子半影,而且还会进一步掩盖这些后随黑子本影;3.在高能大耀斑爆发过程中,相应的光球黑子活动区的强磁场会出现变化,磁通量增长率为1.0×10~8韦伯/秒,磁场梯度最大为0.2高斯/公里;4.黑子间的相对运动速度最大可达0.3公里/秒。     

1988年3月黑子磁场的演化(英文)

024黑子(S.G.D编号为4964)是1988年3月份太阳上最大、磁场最强的黑子群。在日面上出现的半个月里,始终有耀斑产生。北京天文台怀柔太阳磁场望远镜对这个活动区作了常规观测,并获得了磁场和速度场资料。 024活动区是由一个偶极黑子和δ黑子组成的。12日01~h49~mUT,黑子刚从东部出现时就有耀斑和活动日珥产生。从速度场与H_β色球单色像对比来看,耀斑内有物质向里流动,而暗条中有物质向外抛射。024活动区的磁场十分复杂,S极、N极磁场互相包含、渗入、剪切,形成许多海湾结构。可能这就是产生了许多各种形状的耀斑的缘故。本文对磁场的形态作了描述。     

黑子周围光球亮点的特征提取与比较

光球亮点是位于米粒暗径中的小尺度发亮结构,普遍认为它是千高斯磁流管的足点.采用云南澄江抚仙湖1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)在Ti O波段的NOAA 11598观测数据,研究黑子周围光球亮点的特性变化.首先识别黑子,通过形态学膨胀技术把黑子外围划分为4个环形区域,然后采用一个结合了拉普拉斯与形态学技术的自动算法识别亮点,并在三维时空立方体中跟踪亮点的演化,最后研究了4个环形区域中亮点的特性变化,包括密度、强度、面积、形状和速度.统计结果和假设检验均表明位于黑子外围不同区域的光球亮点的密度、等效直径和速度明显受黑子强磁场的影响,其峰值不在最靠近黑子的区域,而是位于第2个区域,并随着远离黑子,其密度减小,直径减小而速度增加;最大强度比总体呈现出逐渐减小的趋势;而形状基本没有变化,与所处的区域无关.     

关于第廿和第廿一太阳周的划分

太阳黑子的佛耳夫相对数存在平均11年的周期变化,这个周期称为太阳活动周。黑子磁场长期观测的结果表明,在同一活动周内,太阳南北两半球上的黑子群,其极性分布是稳定的,但前导和后随的磁场排列刚好相反。到了下一个活动周,这种黑子群极性的分布将完全颠倒过来。这就是所谓“太阳黑子磁周期”,磁周期平均22年。     

YR80—575号活动区的大黑子群

在国际太阳活动峰年期间,云南天文台观测到80—575号活动区,日面坐标S12L97,过中经日期11月11.7日,从11月5日到17日连续观测13天。 该活动区在日面通过期间,频繁地爆发耀斑,其中有一部分耀斑有强烈的x-线和短波突然中断事件相伴生。11月6日0542UT.,发生的一个X9/3B级耀斑伴生的X级x-线事件,强烈程度仅次于1978年7月11日的那次。 该活动区的形态特征之一是它的黑子群为第21太阳活动周以来面积最大的一群。它是云台80—529老活动的回归黑子群,许多新黑子在老黑子的周围浮现,从而变成一个非常复杂的FKC型黑子群,面积大,磁场梯度大,具有δ-结构。全群的平均磁场强度约为2000高斯,在几个主黑子中测量到最大磁场为3300高斯。 这个复杂的黑子群中,观测到了强烈的运动、旋转,分离,合并和黑子间的相互作用。老黑子中发现一个反常光桥,它是在两个本影合并起来时形成,而不象通常在黑子将分裂时出现。     

卫星黑子衰减触发的喷流事件

详细分析了一次太阳低层大气磁场重联触发的喷流事件.这次喷流发生在2014年8月1日,爆发自美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)活动区12127边缘的一个卫星黑子处.该喷流爆发包括日浪、紫外喷流、极紫外高温和低温喷流.大熊湖太阳天文台(Big Bear Solar Observatory,BBSO)的Goode Solar Telescope (GST)高分辨率氧化钛(TiO)谱线的光球观测显示,喷流爆发过程中,卫星黑子一直衰减.到喷流结束,卫星黑子面积共减少了80%.在此过程中,太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)日球磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)的视向磁场观测表明,该卫星黑子对应的负极磁场与相邻的正极磁场发生明显对消,产生喷流足部亮点.根据SDO卫星太阳大气成像仪(Atmospheric Imaging Assembly, AIA)的多波段观测,该足部亮点首先出现在紫外1600?波段.待紫外(1600?)喷流从紫外足部亮点顶部向上喷发,在极紫外波段也观测到相应的亮源.随着足点源亮度突然增强,有明显的极紫外低温喷流和日浪从足部亮点侧面喷发.从GST的高分辨率Hα图像上,可见日浪由许多精细纤维组成,这些纤维扎根在足点源的东南侧.根据从光球层过色球层再到日冕层的多波段高分辨率观测,色球中下层的磁场对消触发了这次喷流事件.向上喷发的物质流可以携带能量进入上层大气,并加热上层大气.研究结果表明,低层大气磁重联可能对解决日冕加热问题起重要作用.     

太阳对流层内的纬向磁场与黑子双极磁场的关系

在太阳对流层内,由于ω-效应产生了很强的纬向磁场,它的磁浮力引起了磁流体的上浮,在太阳表面造成了黑子双极磁场等活动区的现象。本文考虑了在磁流团上浮后,由于在太阳对流层内存在湍流磁扩散率的垂直梯度,因而在磁流团内外的磁扩散率之差要随磁流团上升距离的增加而增大,以致在磁流团表面形成了巨大的磁扩散率的梯度,从磁感应方程中可以看到,这一梯度将扰动纬向磁场,结果在磁流团表面形成了磁环,它随磁流团浮升到对流层顶,在太阳表面呈现出两个极性相反的磁区。本文企图以此来说明黑子双极磁场密集性原因的尝试。     

黑子半影旋涡形态和高能耀斑的相关性探讨——应用持续旋涡黑子预报太阳活动的可能性

1970年初至1972年底云南天文台的黑子细节照相资料的初步统计表明:(1)具有持续的黑子半影纤维旋涡形态历史的活动区有较高的耀斑爆发频数,平均多达55％以上.(2)它们与伴随较大地球效应的高能量耀斑有密切的相关性,达84％。(3)其中90％左右的高能耀斑发生在旋涡黑子出现以后,平均落后3.8天,反映了两个现象之间可能存在着因果联系.这三点结论都有利于磁场扭结不稳定性的耀斑理论.     

太阳23周活动上升期的4个大活动区概述

叙述了太阳 2 3周活动上升期的 4个X射线大活动区的概况 ,还概括了这些活动区在黑子、色球和磁场等方面的共同特点。     

AR8210大活动区黑子与磁场的演化

AR8 2 1 0活动区的黑子磁场结构是反极性排列 ,开始是负极性的主黑子上半部被正极性所包围 ,随后又在主黑子下方浮现正极磁场 ,引起主黑子作顺时针方向旋转约 90°,当正极性磁场强度减弱后 ,主黑子又呈弱的逆时针方向旋转。该区域产生的高能耀斑爆发与黑子磁场变化密切联系。     

1972年8月太阳活动区的形态研究 II.耀斑形态和黑子形态的相关分析

通过对1972年8月太阳大活动区九个耀斑(包括它全部2级以上大耀斑)的形态和黑子精细结构形态的相关分析,导致以下结论:1.8月2日0355UT本活动区第一次大耀斑的爆发与光球黑子形态变化在时间上和空间位置上有一定的相关性。2.九个耀斑在暗条两侧的初始亮点及其主要发展形态与“O”和“B”黑子的旋涡结构有着密切的相关性。3.耀斑的亮带与色球暗条(它由平行的小纤维组成)、O黑子东面的蛇形半影长纤维、以及H_(11)=O线的走向的一致性,可以看作耀斑爆发沿着太阳表面水平磁场传播的形态表现。     

1989年7月5日耀斑活动区的磁场特征

本文详细分析了1989年7月5日有连续发射的耀斑对应的活动区磁场。得出:磁场强度和黑子面积分布都有“前导大后随小”的特征;两异极黑子挤压位置的中性线呈“V”形;产生连续发射的四个耀斑核,除一个位于宁静背景上外,其余三个均位于中性线两侧;连续发射最明显的B点耀斑核位于磁剪切和磁挤压的交点以及磁场梯度最大(0.52高斯公里~(-1))的位置上。     

AR5278活动区的磁场演化(英文)

太阳磁场历来被视为太阳物理一个重要量。在1988年12月15日至12月25日,全国对日面活动区88184(怀柔)进行了联测,这是一个S型黑子。我们利用太阳磁场望远镜取得了纵向磁场图,视向速度场和一系列照片。从Fig.1我们可以看到黑子群的三个暗核(用F1、F2、F3表示)。17日另一个小黑子F4出现并于19日消失,F2向左移动并离开F1。由图2可以看出其磁场非常复杂,三个主要核是S极并被N极围住,在B和C附近有一个孤岛结构,19日它与B联结。 在观测中我们还看到在耀斑期间暗条的破裂和耀斑后暗条重建的过程。     

1981年4月1日日面4N耀斑环系的光学前兆与活动特征

根据云南天文台太阳色球H_α和相应的光球黑子观测以及磁场测量,并结合有关X—ray资料等,对1981年4月1日日面4N大耀斑进行了部份测量和分析。结果表明,该耀斑为环系;光球浮现磁流和黑子扭曲、挤压和剪切运动是触发该耀斑的直接原因。而活动的黑子光桥又是浮现磁流的一种重要标志;耀斑环或带与磁场位形密切相关;耀斑后在运动空间原位置处光球又浮现出部份磁流;卵形暗条内预示能爆发大耀斑。     

1989年3月和8月太阳爆发电离层扰动效应的分析研究

本文根据1989年3月和8月期间对低频、甚低频信号的实测及有关的太阳X射线、射电爆发、黑子磁场、质量抛射及宇宙线、地磁暴等资料分析研究了与太阳爆发相     

银河系的星际磁场

银河系的星际磁场许梅观测证据从月球到太阳，从恒星到星云，都具有强度不等、性质各异的磁场。现已测知地球的磁场强度约为０．ＳＧ（高斯），水星、火星的场强分别为４００Ｙ和６０Ｙ（伽玛，Ｉｙ一１０－’Ｇ），诸行星中木星最大，其磁场也最强，约为１２Ｇ。太阳的平...