太阳磁敏谱线的研究

本文综合介绍作者及其合作者们对太阳磁敏谱线的一系列研究结果。主要内容是在对磁敏谱线的Stokes参数转移方程组所得数值解的基础上,从下述诸方面研究太阳光谱磁敏线:(1)Stokes参数轮廓,(2)温度敏感度,(3)磁场增强量,(4)形成深度,(5)塞曼支线与Seares公式,(6)单色像,(7)不对称性与黑子磁场梯度,(8)与Alfven波的关系,(9)磁光效应,(10)由磁敏谱线的Stokes参数轮廓推求向量磁场信息的方法。最后,在“结束语”中对磁敏谱线研究的现状和今后趋势,提出一些概括性的意见。     

日珥谱线不对称性的研究 Ⅰ.视向速度对谱线轮廓的影响

本文主要从理论上用解析方法讨论日珥视向速度随深度变化对谱线轮廓对称性的影响,得到的结论具有普遍性。第二节的分析表明,日珥的谱线轮廓可表示为二项叠加,其中第一项与源函数无关,只依赖于速度场模型,源函数分布仅通过第二项对谱线轮廓产生影响。然后在源函数不随深度变化的假定下,讨论各种速度场模型的谱线轮廓是否对称。得到的结论为:(1)常源函数与常速度场结合的谱线轮廓为对称轮廓;(2)常源函数与线性对称速度场结合的谱线也是对称轮廓;(3)常源函数与线性非对称速度场结合的谱线轮廓为不对称轮廓。最后,用数值计算对理论分析结果进行了检验。     

日珥谱线不对称性的研究——Ⅱ.源函数对谱线轮廓的影响

作为文献[1]中工作的继续,本文用解析方法论证了日珥源函数随深度变化与各种速度场结合对谱线轮廓对称性的影响。得到的结论为:(1)常速度场与源函数随深度任意分布结合的谱线为对称轮廓;(2)源函数自日珥中心向前后边界线性对称增大与速度场为线性对称膨胀结合的谱线轮廓为不对称轮廓,且呈双峰结构,紫峰高于红峰;(3)源函数自日珥中心向前后边界线性增大与速度场为线性对称压缩结合的谱线轮廓是不对称的,且呈双峰结构,红峰高于紫峰;(4)源函数自日珥中心向前后边界对称减少与速度场为线性对称膨胀或线性对称压缩结合的谱线为非对称轮廓,原则上也会出现双峰结构,但可能不明显。最后,用数值计算对理论分析结果作了检验。 本文作为文[1]的继续,将用解析方法讨论源函数随深度变化对日珥谱线轮廓对称性的影响。首先讨论速度场为常数源函数随深度任意变化时谱线轮廓的对称性问题,然后讨论速度场自日珥中心对称膨胀或对称压缩与源函数自日珥中心向外边界对称增大或对称下降相结合的模型中,日珥谱线的对称性问题。     

天文文摘 一.与天體物理学和统计学有关的積分方程之解

本文叙述了一个简便的、累積誤差很小的、由观测得到的谱线轮廓以及已知的仪器轮廓推求谱线真实轮廓的方法,可以簡化分析天體光谱的步骤,對於開展精密的谱线轮廓的研究有很大的帮助。黄授书先生將此文介绍给天文學報,天文学报编委会嘱將要点摘下,以供有关方面参考。原文甚长,只能將其主要结果摘出。     

一种TeO_2声光偏转器在射电天文上的应用—使用报告

采用上海硅酸盐所研制的离轴型慢横波TeO_2声光偏转器,设计和制造了一台高分辨率声光射电频谱仪。主要用于南天暗星云中一氧化碳分子谱线的观测研究。其频谱分辨率达28kHz,对CO分子的115GHz谱线而言,相当于速度分辨率0.07kms~(-1)。将这台声光频谱仪与澳大利亚的4米直径毫米波射电望远镜结合使用,观测到一些暗星云中具有不同形状的CO分子谱线。谱线轮廓清晰,细节清楚。     

太阳黑子的磁光效应和向量磁场

本文在考虑磁光效应的条件下,选用合适的太阳黑子模型,对Fel λ6302.499等磁场敏感谱线,求得四个斯托克斯参数转移方程组的数值解。此外,本文建立由斯托克斯参数轮廓直接推求向量磁场信息(包括磁场强度、磁场方向与视线的夹角以及磁场方位角)的方法。     

日珥和耀斑的旋转模型

本文在日珥和耀斑绕轴旋转的假设条件下,分别对自旋角速度为常数和有梯度两种情况,计算巴耳末线轮廓从日珥和耀斑中心到边缘的变化,建立由谱线倾角或位移量求自旋角速度以及由谱线曲率求角速度的深度梯度的方法,并把这些方法应用于1981年4月27日环状耀斑的观测资料。     

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。     

色球耀斑Hα谱线轮廓不对称性研究

Hα谱线轮廓的不对称性是色球耀斑光谱观测中的重要特征,也是耀斑动力学过程的重要观测事实之一．以紫金山天文台太阳光谱仪的观测资料为依据,给出Hα谱线不对称性的典型轮廓．在考虑氢原子非热激发、电离的作用下,经验性地计算了不同大气模型下谱线的不对称性特征,并在此基础上,对观测谱线进行半经验的研究．结果表明, 色球区的向下运动能够产生Hα谱线的红、蓝不对称性,并可以再生具体耀斑的谱线不对称性特征．此外,不仅非热粒子的能流、谱指数大小以及速度场所处的高度对谱线轮廓有影响,耀斑大气的背景模型对谱线的轮廓也有一定的影响．     

FeIλ5324.19在太阳磁场中的形成和太阳磁场望远镜的理论定标

本文用Unno-Beckers方程和变步长Runge-Kutta法,计算了太阳光球、黑子半影和本影中FeI λ5324,19谱线在磁场中的形成,并结合半宽0.15专用双折射滤光器,计算了磁场及视向速度场的各种理论定标参数。纵场和速度场定标参数,具有良好的线性和稳定性、适中的灵敏度,很适合研究太阳活动区。横场观测时,滤光器宜置于距线心0.10—0.11处。考虑磁光效应时,横场定标比较复杂。该线温敏效应不严重。     

DA白矮星视向速度测量

DA白矮星光谱在光学波段主要由巴尔默线主导,谱线比较宽,且谱线轮廓不对称,传统的线心方法确定视向速度非常困难。介绍了一种基于利用白矮星的有效温度(Teff)和表面重力加速度(log g)选择理论模板,通过交叉相关方法确定DA白矮星的APP速度,减去白矮星的引力红移得到白矮星的视向速度。测试发现对于有效温度高于10 000 K且信噪比大于20的DA白矮星的低分辨率光谱(R～2000),精度在10 km/s以内。基于这种方法测量了SDSS DR7的DA白矮星观测样本的视向速度,统计发现在1 000 pc内,视向速度的平均值接近于0。     

一个边缘耀斑(后)环系速度场的近似计算

利用“多云模型”方法,从云南天文台二维多波段太阳光谱仪观测到的Ｈβ光谱资料中导出１９８９年８月１７日太阳西边缘的一个大的耀斑环系不同时间的视向速度场．为了解释观测速度场的主要特征,本文采用如下假设和近似：环内物质在太阳重力、磁场应力和环内气压梯度力联合作用下由环足沿螺旋磁力线上升运动．应用ＭＨＤ理论计算了它的理论速度场．通过两者的比较发现,计算出的速度场与第一时段的观测速度场基本相似,这似乎对耀斑物质蒸发模型提供了支持．     

CO67—186μm谱线在天体物理研究中的作用

采用球型大速度梯度模型,对ＩＲＣ＋ １０２１６ 、ＡＦＧＬ２６８８ 和ＮＧＣ７０２７ 等经ＩＳＯ 发表的首次数据证明有相对强的ＣＯ６７ － １８６ μｍ 发射线的天体作模型计算．统计平衡辐射转移计算共覆盖低于能量４８６３ ｃｍ －１（ｖ ＝ ０ ,Ｊ＝ ０ 能级的能量为０） 的全部能级,即ｖ ＝ ０ 、Ｊ＝ ０ －５０ ,ｖ ＝ １ 、Ｊ＝ ０ － ３７ 和ｖ ＝ ２ 、Ｊ＝ ０ － １７ 的１０７ 个能级．计算表明ＣＯ 谱线的流量相对值对于上能级转动量子数Ｊｕ 的分布函数,是该谱线发射区物理条件的良好探针．ＩＲＣ＋ １０２１６ 的ＣＯ远红外发射线主要由中央星激发形成,而ＡＦＧＬ２６８８ 和ＮＧＣ７０２７ 区则是因温暖和致密的冲击气体所致．对ＩＳＯ 首次数据涉及的其他天体的ＣＯ 谱线激发机制,也作了一些讨论。ＣＯ 的谱线是在６７ － １８６ μｍ 波段探测动能温度数百度以上的热天体,诸如富碳、富氧演化星包层,行星状星云、年轻星和恒星形成区复合体物理条件的重要探针     

赛弗特星系恒星速度弥散度的测量

星系中心黑洞质量和核球恒星速度弥散度的紧密关系揭示出准确测量恒星速度弥散度对测定星系中心黑洞质量尤为重要.文中提供了一种利用SDSS(Sloan Digital SkySurvey)光谱测定速度弥散度及其不确定性的方法.通过对像素空间包含显著特征吸收线的4个不同谱区的拟合,得到准确测量恒星速度弥散度σ的光谱区域.文中4个拟合波段主要包含的吸收线为CaⅡK,MgⅠb三重线(波长5167.5,5172.7,5183.6(?))和CaT(CaⅡ三重线,波长8498.0,8542.1,8662.1(?)).不同区域结果表明,MgⅠb区由于受到铁族发射线影响,拟合的σ值偏低;CaⅡK线区谱线强度很弱,易受限于最小二乘法搜索算法;CaT+CaⅡK联合区得出的速度弥散度和只计算CaT区域的结果相当.利用该方法,测试了一个红移小于0.05的赛弗特星系样本,发现CaT区是测速度弥散度的最佳谱区.     

太阳光谱方法和“多云模型”应用研究总结

本文介绍了近几十年来国内外对太阳光谱分析方法研究概况,特别关注对太阳耀斑等活动现象的非对称谱线轮廓的定量或半定量研究。本文简要总结了“多云模型”方法在研究太阳日面和边缘多活动体的极不对称迭加轮廓的应用,可同时导出各个活动体的速度场和其它有关的物理参量的定量或半定量分布。该方法的应用表明它的可靠性和实用性,并检验了方法的有效性。     

用主成分分析法研究星团谱线的等值宽度

利用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA)，分析了41个银河系球状星团和22个年轻星团光学谱线的等值宽度，发现了一些对金属丰度比较敏感的特征谱线，如CN、CaⅡK、CaⅡH，MgⅠ MgH等，以及一些可作为年龄指标的谱线，如Hδ、Hγ、Hβ、Hα等，这些谱线将有助于区分星团年龄和金属丰度的耦合效应。     

1984年2月18日耀斑后环系的H_α轮廓不对称场和总辐射

本文通过对1984年2月18日耀斑后环系的太阳分光照相光谱资料进行Hα谱线轮廓不对称因子和Hα总辐射量的计算,定量地给出了该环珥系的轮廓不对称场和Hα辐射分布,计算结果表明:1.环珥系大部份轮廓不对称因子|P|<0.5,说明整个环珥系的Hα谱线轮廓基本上是对称的或近似对称的。2.整个环珥系Hα谱线轮廓主要表观为紫不对称。3.具有红移视向速度的地方谱线轮廓都是紫不对称。4.采用不对称因子P进行谱线轮廓不对称计算,比传统的二等分法更优。5.该环珥系的总辐射能量级为10~(31)尔格。     

大质量分子云核的CO同位素搜寻

使用紫金山天台１３．７ｍ望远镜上新安装的ＳＩＳ系统,对６４个高色指数ＩＲＡＳ源和水脉泽源进行了ＣＯ同位素＾１３ＣＯ和Ｃ＾１８ＯＪ＝１－０的搜寻,并对部分源作了成图观测,结果在６原中全部测到了这一谱线对,而＾１３ＣＯ的辐射一般较强,说明与稠密分子区成协,其中约６０个源为首次作ＣＯ同位素谱线对巡测,用高期拟合导出了天线温度、线心速度和谱线全半宽,对辐射强度、谱线特征进行了初步分析。     

固体探测器用于光谱观测中的噪声及消除方法

本文以云南天文台CCD-Coude光谱系统中的云台1号CCD系统为例,讨论了CCD等面阵或线阵固体探测器件用于大色散光谱观测引起的噪声及消除的方法,重点讨论了平场的方法。     

海尔—波普彗星的CO（J=1—0）谱线的观测

使用紫金山天文台青海观测站13．7米毫米波射电望远镜,于1996年12月10日至1997年1月2日和1997年3月25日至1997年4月4日对海尔－波普彗星的CO分子J＝1—0转动跃迁谱线（频率为115．27120GHz）进行了观测．观测谱线表明,CO分子相对于地心的速度比彗星整体相对于地心的速度要小些,即有蓝移现象．这反映了CO分子是由该彗星迎着太阳的面以一定的速度产生出来的．从观测谱线中还初步估算了该彗星CO分子的产生速率．