云南天文台太阳光谱望远镜偏振分析器检验

介绍了利用云南天文台水平式太阳光谱仪对太阳光谱望远镜偏振分析器进行检验的情况。检验得到的太阳黑子Ｉ、Ｑ、Ｕ、Ｖ四个斯托克斯轮廓与理论轮廓的特征相近,表明该偏振分析器达到了设计要求,用它可以获得太阳黑子的所有斯托克斯参量。     

云南天文台太阳光谱望远镜加Stokes光电偏振分析器的考虑

云南天文台太阳光谱望远镜是无偏振对称光路系统,经过重新装调望远镜空间分辨率在１”以内,光谱上的空间分辨率在１”～２”,跟踪精度在５ 分钟内１”,以上光学参数达到可以加装Ｓｔｏｋｅｓ 偏振分析器,用于参加２３ 周太阳峰年矢量磁场的光谱轮廓研究     

太阳Stokes光谱望远镜的结构及其数据处理方法

云南天文台的太阳Stokes光谱望远镜是一台通过测量磁敏谱线的Stokes参数I,Q,U和V的轮廓来研究太阳磁场精细结构的光谱型矢量磁场测量仪。它利用4个完整的Stokes轮廓所蕴含的丰富信息,完全确定辐射的偏振状态,从而精确地测定太阳黑子区的矢量磁场。文章首先介绍了该望远镜的结构,进而详细地介绍了该望远镜所测量的偏振光谱资料的处理方法。     

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．     

太阳大气中矢量磁场信息的推导

一种能从观测到的斯托克斯轮廓中提取太阳表面矢量磁场信息的方法在本文中提出，它利用斯托克斯轮廓非线心的极值点处相应参量对波长的导数为零这一数学事实，假设表面附近磁场矢量及热力学参量的变化梯度足够小以致所考虑的极值点的波长位置不随深度改变或此变化呆忽则使得偏振辐射围方程组得到极大的简化；再应用数值方法从此简化方程组中解出辐射表面附近的磁场矢量参数。通过拟合理论轮廓表明该法确实可以得到表面近似的磁场矢量     

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。     

论白光太阳磁象仪的原理

本文根据在考虑磁光效应的条件下由斯托克斯参数转移方程组的数值解求得的斯托克斯参数轮廓,探讨V轮廓的不对称性和剩余圆偏振产生的原因,并论证白光磁象仪的工作原理。本文指出,V轮廓的不对称量与磁场强度和速度场精度都有关,因此文[1]和[4]的两个极端性论断都与实际情况不符。     

太阳黑子磁力线随深度扭绞的诊断

本文把我们在文[1]和[2]中建立的诊断方法,应用于美国高山天文台斯托克斯参量仪对1978年12月11日太阳黑子本影和半影取得的Q和U两个参数的轮廓,发现这个黑子的磁力线不呈现较强的扭绞。     

光纤阵列太阳光学望远镜偏振分析器设计

给出了满足光纤阵列太阳光学望远镜(FASOT,Fibre Arrayed Solar Optical Telescope)观测目标的偏振分析器的理论设计.它具有以下特点:(1)具备偏振光学开关功能,使得高偏振测量成为可能;(2)在750nm宽度范围内,对各Stokes偏振参量都具有50%以上的理论偏振测量效率,且总的偏振测量效率高于86.6%.使得观测者在如此宽波长范围内可对多条磁敏谱线同时进行偏振测量;(3)根据所选光球和色球线侧重于对线偏振或圆偏振的测量;(4)对偏振元件的制作工艺以及安装误差等具有相当好的容忍度.以上特性使该偏振分析器成为高性能的偏振测量设备.     

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。     

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。     

太阳散射偏振研究进展

太阳磁场的诊断对研究太阳物理有着重要的意义。近几十年,许多科学家利用汉勒效应(Hanle effect)进行诊断弱磁场的研究。而利用汉勒效应诊断弱磁场,需要对偏振的产生机制有一个完整的理解。直到近年来,随着技术的发展,对偏振的测量精度达到10~(-5)的ZIMPOL(Zurich Imaging Polarimeter)获得以斯托克斯参量Q/I为表征的第二太阳光谱(second solar spectrum),展现丰富的散射偏振特征,促进了偏振研究的蓬勃发展。通过对第二太阳光谱的研究,使我们对偏振产生机制理解得更为透彻,从而使利用汉勒效应诊断弱磁场逐渐成为可能。主要介绍了用量子电动力学为基础的密度矩阵来研究偏振光谱产生的物理过程,并简要介绍了近年有关在第二太阳光谱和汉勒效应研究的一些进展。     

类太阳恒星耀斑光变轮廓特征分析

太阳耀斑是由于在太阳黑子附近磁场能量的突然释放所引起的爆发现象.人们发现在许多类太阳恒星上也有类似的耀斑(称类太阳恒星耀斑)出现.主要采用开普勒太空望远镜获取的数据,从中选取SC(Short Cadence)数据进行分析,找出类太阳恒星上耀斑光变轮廓的特征参数并做统计,总结耀斑的活动特点.分析结果表明:类太阳恒星耀斑的光变轮廓和爆发的特征时间与太阳耀斑的相似,这可以说明两种耀斑的物理机制相同.     

太阳大气中矢量磁场分层结构的诊断

首先考察了谱线形成深度理论及其在诊断太阳大气中矢量磁场分层结构方面的应用,指出了分别与贡献函数和响应函数相关的方法的优缺点,然后用理论斯托克斯轮廓观察各轮廓参量沿视线方向梯度对轮廓尤其是它的对称性和极值点的影响,在此基础上提出了基本假设使偏振辐射转移方程在极值点得到极大的简化而创立了一种不依赖形成深度理论的新方法。它由四个操作构成,将其中三个操作作循环处理便可得到位于所考虑的沿深度方向格点化的层次上的各轮廓参量及表面以下不能观测到的斯托克斯轮廓。整个推导采用层层往下递推模式,导出的结果以矢量磁场尤其是场强大小最令人满意。作者分别用理论轮廓和实测轮廓作了拟合,结果发现拟合轮廓在所利用的谱线非远线翼部分与被拟合轮廓相符较好,能导出比较复杂的磁结构。但本方法也存在导出的深度范围不广及推导表面不能精确定位等问题。     

太阳大气温度极小区的周期性变化初探

从１９７４年起,基特峰天文台几乎每月定期对太阳大气的Ｋ线及其他一些谱线进行观测记录,以往对Ｋ线的研究表明：Ｋ１形成于温度极小区（ＴＭＲ）,Ｋ１到线心的距离以及Ｋ１的强度分别与温度极小区的位置和温度密切相关,对基特峰Ｋ值线轮廓的有关数据以及最近数十年的太阳黑子数进行了研究,发现：全日面Ｋ线轮廓的Ｋ１到线心的距离随时间的变化与太阳黑子数的变化是同步的,而对于日面中心（可视为宁静太阳）的Ｋ线轮廓而言,Ｋ     

太阳大气中矢量磁场分层结构的诊断

首先考察了谱线形成深度理论及其在诊断太阳大气中矢量磁场分层结构方面的应用,指出了分别与贡献函数和响应函数相关的方法的优缺点,然后用理论斯托克斯轮廓观察各轮廓参量沿视线方向梯度对轮廓尤其是它的对称性和极值点的影响,在此基础上提出了基本假设使偏振辐射转移方程在极值点得到极大的简化而创立了一种不依赖形成深度理论的新方法。它由四个操作构成,将其中三个操作循环处理便可得到位于所考虑的沿深度方向格点化的层次上     

太阳光谱望远镜的Stokes光谱测量

中国科学院云南天文台"太阳Stokes光谱观测与理论研究”团组自进入国家天文观测中心以来,经过一年多的努力,对50cm太阳光谱望远镜原偏振测量部分进行了彻底改造,由原来的D.C.调制改为A.C.调制,且增加了偏振测量校正系统.其机械,电控设计和加工于2000年2月完成,3月完成了光学调试,4月上旬完成了偏振解调和图像处理的软件编制.自2000年4月下旬以来,对23周峰年出现的部分活动区进行了较为成功的斯托克斯光谱测量,其偏振测量精度可达2×10-3,已接近国际水平,为该团组开展的课题研究打下了良好的基础.以此望远镜与怀柔观测基地太阳磁场望远镜相配合,将使我国太阳矢量磁场和速度场的研究更上一个台阶.给出了偏振测量的具体方法和部分测量结果.尽管取得了以上的成绩,但在近期内将对该偏振测量方式作进一步改进,用双光束分析代替单光束分析,使偏振测量精度提高到5×10-4,从而使之不仅能在活动区而且也能在宁静区得到矢量磁场的信息,不仅如此,还可对太阳第二光谱进行测量,提高我们依托该望远镜进行研究的广度和深度.     

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。     

引人关注的超级大黑子

明亮的太阳表面,时常会出现一些黑斑,天文学家称之为“太阳黑子”。太阳黑子是太阳物理学家热衷的研究对象,关于它仍有许多尚待解决的谜团。天文爱好者对太阳黑子不会陌生,用一个口径10厘米的望远镜,就可以一睹它的芳容。普通百姓或许知道太阳黑子这个天文学名称,若想亲眼看到它却不是一件轻而易举的事情,不过机会还是有的。2014年10月17日至30日,太阳表面就出现了一个特大黑子群,是近24年来最大的,裸眼可以观看。按照天文学家的编号,它为2192号黑子群。     

云南天文台太阳黑子照相观测资料处理和相关软件

在建立太阳全日面黑子照相观测系统的基础上对黑子观测资料进行了处理,给出黑子观测的重要数据及相关参数,为太阳物理学家研究太阳活动规律提供和积累最基本的第一手数据。这些数据包括:太阳黑子相对数,南北半球太阳黑子的坐标和黑子群数,太阳黑子的圆面积和球面积等。编写了一个程序,对每天的太阳黑子观测资料进行处理,给出以上物理参数,彻底改变了手工描绘黑子和计算黑子参数的传统方法,同时也提高了黑子资料处理的精度和效率。