斯托克斯参数与天体向量磁场测量

现有的天体磁场测量方法主要根据磁场敏感谱线的塞曼效应,而解释观测资料的理论基础是斯托克斯(Stokes)参数的形成及其转移方程的求解。近年来,为了观测太阳的向量磁场和精细结构磁场,仪器技术和理论分析都得到迅速发展,这突出表现在斯托克斯偏振量度学的诞生。本文对这些情况作扼要的综合介绍。     

用斯托克斯轮廓推导太阳矢量磁场和热力学参量的三维结构

一种根据斯托克斯轮廓分析推导太阳矢量磁场和热力学参量的空间三维结构的新方法在本文中提出．在不考虑散射和原子偏振的假设下，该方法由三个具有不同功能的操作分别作用于太阳大气中一层或二层斯托克斯轮廓组成．这三个操作构成一个运行单元．将此单元运用到从表面到光球底层所划分的大气层格点，然后对扫描区所有的点应用同样的程序便可获得太阳上观察区的矢量磁场和热力学参量的空间三维结构．文中给出了相应的流程图和三个操作的详细描述，并用简化了的程序对理论轮廓进行了拟合．结果表明此方法能较满意地导出矢量磁场尤其是磁场强度的三维空间结构，而热力学参量结构的推导还需进一步改进．     

耀斑活动区的向量磁场

本文综述了耀斑活动区向量磁场的基本特征,并对第２３ 太阳活动周的有关研究选题提出了具体的建议。     

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。     

在磁场条件下恒星大气Stokes轮廓特征量的研究

本文根据偏振辐射转移方程组就形成于有磁场的恒星大气中的Stokes轮廓的一些特征量与磁场强度大小的关系从理论上进行了探讨。结果表明:在强场情形下,L,Q,U,V的绝对值在非常靠近Zeeman分裂量±Δλ_H处达到极大;Hale的测量方法给出了总的场强的很好量度。最后用合成轮廓作出了相应的检验。     

太阳斯托克斯偏振诊断术

首先叙述日面磁场中目前仪器分辨不出的精细结构存在的主要证据和这种结构对矢量磁场测量造成的巨大困难，并论述斯托克斯偏振量度学对克服这个困难所能发挥的作用，其次，我们全面介绍这门新兴学科的核心内容，即探测磁元右磁流管的性质和物理参数的各种诊断技术，在“结束语”中，我们讨论这些技术目前的局限性，困难问题和今后的发展动向。     

阿尔文波与太阳黑子谱线轮廓

本文在文[7]的基础上进一步研究阿尔文波对太阳黑子非磁敏谱线FeIλ5691.505和λ5434.534的作用,发现波动所引起的谱线振荡和轮廓变形都不容忽视,但不同谱线所受影响的程度可以相差悬殊。我们在考虑阿尔文波作用的情况下,计算上列两条黑子谱线的理论轮廓并与观测对比,由此初步证实阿尔文波的传播是黑子的致冷机理。     

磁光效应与太阳黑子磁场结构

本文在考虑磁光效应条件下,根据对斯托克斯参数转移方程组求得的数值解,计算了单极太阳黑子的线偏振讯号的单色像,并与美国马歇尔空间飞行中心的观测资料进行了对比,结果表明,径向黑子磁场模型给出与观测相似的单色像,而旋涡形模型导致与观测有显著差异的图像。因此可以认为径向模型更接近于实际情况。     

阿尔文波与磁场敏感谱线

本文在阿尔文波传播的假设条件下,求解斯托克斯参数转移方程组,计算阿尔文波对太阳黑子光谱中磁敏线Felλ6302.499的作用,并提出用观测资料对理论计算结果进行检验,以及估计阿尔文波流量的方法。     

与耀斑相关的磁场演化

本文利用紫金山天文台太阳光谱仪缝前附属Ｄａｙｓｔａｒ滤光器拍摄的，发生在ＮＯＡＡ５３９５活动区中的三个耀斑的Ｈα单色光资料，对比北京天文台怀柔观测站取得的光球磁场资料，研究耀斑产生位置与光球磁场演化的关系，结果表明：（１）在所研究的５０个耀斑亮核中，有３８个位于新浮磁流区附近，另有少数亮核出现在磁对消区；（２）耀斑亮核多集中在横场方向交叉，剪切角大的复杂磁区，耀斑后多数区域磁场结构简化；（３）耀斑     

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。     

质子耀斑活动区特征与无力磁场

本文在综合分析质子耀斑活动区观测特点的基础上,指出在密集的多极黑子构成的局部区域中,同极黑子分裂,互相排斥,异极黑子相互靠近,向异极区中场强较弱部分的挤压和渗入,是一大批质子耀斑活动区的共同特点.这种黑子间的相对运动,使中性线严重扭曲,呈现出质子耀斑活动区特有的“S”型。根据这些观测特点,寻找到了一种定量估计无力因子的方法。对三个典型的质子耀斑活动区估计了无力因子的变化,并在常无力因子的假定下进行了无力场结构和势场磁能的计算。计算表明质子耀斑发生前无力因子逐渐增加,而势场磁能逐渐减小,减少的势场能量可能正是无力场得到发展的能源,足够质子耀斑的需要。     

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     

分子云磁场与尘埃导致的偏振

磁场对分子云及其中的恒星的形成和演化起到重要的作用.分子云磁场的探测方法主要是谱线塞曼效应、尘埃热辐射的偏振,以及谱线的线偏振观测.利用谱线的塞曼效应可以直接测量视线方向的磁场强度.尘埃热辐射偏振可以有效地示踪磁场方向在天球上的分布.分子云内部的磁场会受到不同物理过程的影响.高分辨率观测可以研究磁场扰动的细节,低分辨率观测可以得到分子云甚至银河系大尺度磁场的宏观信息.只有多波段的观测才能全面地认识分子云磁场与各种物理过程的联系.该文对分子云尘埃热辐射偏振的观测情况做了调研,总结了分子云大尺度磁场的研究现状和发展前景.     

太阳耀斑与三维非线性无力磁场结构

本文在非线性无力磁场的等效边界积分方程的基础上,计算了ＮＯＡＡ８１００ 活动区在１９９７ 年１１ 月４ 日的磁场结构。发现该磁场由一个浮现磁环、一个具有微分剪切的多磁环系统、和大尺度或开放磁力线等三部分组成。２Ｂ／Ｘ２ 耀斑是由于浮现磁环与具有微分剪切的多磁环系统和大尺度或开放磁力线之间的相互作用而触发的,发生在浮现磁通量区域附近,并位于不同走向的多个磁环的公共足点处。Ｈβ双带出现在浮现磁通量区域附近,在浮现磁环的足点处。其中位于开放磁力线附近的亮带暗一些。然而在２Ｂ／Ｘ２ 高能耀斑之后,仍然存在着强剪切状态。表明该活动区松弛到了一个低能态但不是最小能量状态。     

太阳表面磁场的分布与演化研究进展

太阳磁场、较差自转和内部对流使得日面磁场与磁活动在很大的时间尺度和空间尺度范围均表现得相当复杂.其中最有名的是太阳活动的11年周期,或22年磁周期.在较小时间尺度上,从几秒到几小时,有时太阳大气中会发生一些壮观的爆发事件,如耀斑、日珥爆发、日冕物质抛射等.所有这些形式的事件都与太阳磁场紧密关联.简单评述了太阳磁场起源与观测方法,重点论述了不同尺度太阳磁场的空间分布与演化,介绍了从太阳磁活动现象统计得到的有关太阳磁场的几个典型特征,同时讨论了进一步研究的方向.     

星际介质中的磁场——观测与结果

近年来,许多学者的工作表明,星际磁场在星际云的形成与演化及恒星形成过程中起着重要作用。因而,星际磁场的观测和推算具有重要意义。本文结合一些新的观测资料,对星际弥散介质、HⅠ区、HⅡ区、OH微波激射源、红外源及原恒星等区域的磁场的观测方法和结果进行简要的述评。     

矢量磁场的剪切角

本文提出了描述太阳活动区磁场非势特征的一个新的参数——矢量磁场的剪切角ΔΨ。我们定义ΔΨ是观测的矢量磁场与其相应的无电流磁场的夹角.Hagyard等定义的角剪切(an-gular shear)ΔΨ是我们所定义的剪切角在光球上的投影.在高度倾斜的磁场位形中,ΔΨ与Δφ没有大的差别.对于活动区AR6233,它们与耀斑活动的对应关系,ΔΨ比Δφ更清楚,而且对磁场的非势性能给出更加明确的解释.