内日冕的绿线强度分布研究

日冕是太阳大气活动的关键区域, 是日地空间天气的源头. 受观测限制, 对日冕低层大气等离子体结构和磁场状态的研究非常欠缺, 国际上对于可见光波段日冕低层大气的亮度分层研究很少. 利用丽江日冕仪YOGIS (Yunnan Green-line Imaging System)的日冕绿线($\rm Fe_{\Rmnum{14     

耀斑日冕硬X射线源观测研究

对于足点被日面边缘遮挡住的耀斑的观测研究是诊断日冕硬X射线辐射的一个重要方法.通过统计分析RHESSI (Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星观测到的71个此类耀斑硬X射线源发现,前人提出的两类源,即日冕X射线辐射中热辐射与非热辐射源区空间分离较小的源和分离较大的源,在能谱、成像、光变曲线以及GOES持续时间等方面都没有显著的区别,其中辐射区的面积、耀斑总热能以及GOES持续时间与分离距离之间有很好的相关性.这些结果支持近年来提出的一些耀斑统一模型.同时也表明Masuda耀斑只是一类非常特殊的事件,不具有日冕硬X射线辐射的一般特征.     

日冕物质抛射的观测性质

综述日冕物质抛射的观测和持性，简短的前言之后，给出ＣＭＥ的发现经过及统计特性，着重介绍ＣＭＥ与其他种类太阳活动的相关。然后介绍ＣＭＥ的一般特性，包括可能与ＣＭＥ相关的一些物理过程的观测特性。初步结论是：ＣＭＥ是一种演变中的磁结构现象。     

232MHz太阳爆发与日冕物质抛射

利用综合孔径射电望远镜的２３２ＭＨｚ观测太阳,具有３．８’的空间分辨率,２０ｍｓ的时间分辨率和高灵敏度及很好的抗干扰能力。１９９９年共观测到１２次大爆发,其中８次与日冕物质抛射相关,可以利用米波射电爆发预报ＣＭＥ事件。     

日冕磁场重建方法在研究太阳爆发活动中的应用

太阳是与地球关系最为密切的天体.发生在日面上的剧烈爆发性活动可能对人类的生存环境产生巨大影响甚至是灾难性后果.包含太阳耀斑、暗条爆发和日冕物质抛射在内的太阳爆发活动是同一物理过程的不同表现形式,其能量来源于爆发前储存在日冕中的磁场自由能.因此,了解日冕磁场的3维结构是理解太阳爆发的触发机制以及活动区的稳定性等现象的前提.由于观测技术限制,目前尚无法对日冕磁场进行常规观测,因此发展了多种利用可常规观测的光球磁场来重建日冕磁场的方法.主要评述近10 yr来各种日冕磁场重建方法在研究太阳爆发活动中的应用.     

日冕中无衰减振荡的研究进展

日冕中冕环的无衰减横向振荡(简称无衰减振荡)自2012年被发现以来,受到了广泛的关注.无衰减振荡具有在日冕中广泛存在以及振幅无明显变小的特性,使之在解释日冕加热和冕震学诊断上都具有相当的潜力.总结了日冕中无衰减振荡的研究进展,包括观测研究得到的一系列结果、提出的理论和数值模型以及基于无衰减振荡进行冕震学诊断的一些尝试,并且展望了未来可以进一步开展的研究.     

232 MHz太阳爆发与日冕物质抛射

利用综合孔径射电望远镜在 ２３２ ＭＨｚ观测太阳,具有 ３·８’的空间分辨率、 ２０ ｍｓ 的时间分辨率和高灵敏度及很好的抗干扰能力．１９９９年共观测到１２次大爆发,其中８次与日冕物质抛射相关．可以利用米波射电爆发预报ＣＭＥ事件．     

宁静日冕和冕洞研究现状

主要论述宁静日冕洞，以及日冕加热问题的研究现状。讨论了宁静日冕的理论模型、观测模型和混合模型，以及冕洞区大气模型和太阳风加热问题。最后对计划中的日冕空间探测作了简要介绍。     

基于空时显著性的日冕物质抛射检测

日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection, CME)是一种剧烈的太阳爆发现象, 它会对行星际空间造成严重扰动, 进而影响人类生产、生活. 基于CME的时空显著性, 将显著性检测方法引入到CME检测中, 利用结构化矩阵分解SOHO (Solar and Heliospheric Observatory)的大角度光谱日冕仪(Large Angle and Spectrometric Coronagraph Experiment, LASCO) C2的日冕图像对应的特征矩阵, 从中恢复出稀疏部分获得显著前景. 然后考虑CME运动时产生的时间显著性, 从而去除非CME结构(如冕流), 得到最终检测结果. 实验表明, 以人工目录协调数据分析中心(Coordinated Data Analysis Workshop, CDAW)检测结果为基准时, 所提方法不仅在检测CME数量上比计算机辅助跟踪软件包(Computer Aided CME Tracking Software package, CACTus)和太阳爆发事件检测系统(Solar Eruptive Event Detection System, SEEDS)有优势, 还在CME中心角度和张角宽度等特征物理参数测量上比CACTus和SEEDS更接近CDAW目录参考值.     

M型恒星周围系外行星统计研究

M型恒星(M dwarf)是主序星中质量较小的恒星,也是银河系中数量最多的恒星类型,在其周围形成的行星通常距离主星较近,宜居带也比F、G、K型恒星更靠近主星,更有利于发现系外宜居行星.研究表明, M型恒星周围平均存在2.5颗小质量行星,约为F、 G、 K型恒星的3.5倍,但M型恒星周围巨行星的出现率(occurrence rate)则比F、 G、K型小一个量级.基于M型恒星周围发现的401颗行星的参数开展了统计研究,发现质量越大的行星平均轨道半长径越大.类地行星约占行星总数的74%,且轨道半长径均小于1 au,其中28颗行星具有潜在宜居性.根据行星质量-半径关系,在质量等于4倍地球质量(M⊕)处存在一拐点,除少数几颗行星外,大部分小于该质量的行星可能都是由约65%的硅酸盐和约35%的铁组成,大于该质量的行星半径则随质量增加而迅速增大.约60%的M型恒星周围的行星位于多行星系统且轨道分布紧密,相邻行星轨道在3:2、5:3及2:1等平运动共振位置处存在峰值. M型恒星的多行星系统形成与演化等问题对现今的行星形成理论提出了新挑战.     

基于无量纲的轨道参数开展卫星性质统计研究

目前已发现了285颗围绕太阳系八大行星公转的卫星, 它们的轨道和物理性质呈现了丰富多样性. 目前为止, 几乎所有的卫星研究工作都基于单个卫星系统或者卫星群, 似乎缺少统一的研究. 提出了一个新的与行星性质无关、只与恒星半径有关的轨道参数n, 定义为以太阳半径为单位的轨道半长轴的自然对数. 不同行星的卫星的n值都存在双极分布, 绝大部分卫星在$n\gtrsim2$区间, 其次在$n\lesssim-1$区间, 位于中间区域的行星则很少. 从卫星物理参数和轨道参数与n的关系中发现, 分属六大行星的卫星有明显的共同特征. 首先, 轨道偏心率和轨道倾角偏大的卫星的n值都在3.5左右, 它们都是巨行星的不规则卫星. 其次, n值在-1和1之间的卫星绝大部分体积大、质量大、反照率高、自转速度慢. 从文献中找到11颗系外卫星候选体, 获得了它们轨道n值和卫星质量, 发现后者也是在-1< n< 1区间最大,其他区间偏小.这些统一的 规律暗示,太阳系内不同行星的卫星形成机制以及太阳系外卫星的形成机制可能一样或类似.     

富锂巨星研究概述

锂(Li)元素最初诞生于大爆炸核合成,是最重要的轻元素之一.但锂元素丰度在很多类天体中均表现出观测与理论不符的现象,这一问题困扰了天体物理学家数十年.富锂巨星就是这样的一类天体,它们大气中的Li丰度超过了标准恒星演化模型的理论值.虽然富锂巨星早在约四十年前就被发现,但其起源依然是未解之谜.随着以郭守敬望远镜(LAMOST)巡天等为代表的大型光谱巡天项目的开展、以开普勒(Kepler)卫星为代表的星震学观测数据的产出以及数据驱动类方法和技术的飞速发展,针对富锂巨星的研究取得了一系列重要的突破.在此将回顾富锂巨星近四十年来的研究进展,并总结对于富锂巨星最新的认知.     

Planetary migration to large radii

There is evidence for the existence of massive planets at orbital radii of several hundred au from their parent stars where the time-scale for planet formation by core accretion is longer than the disc lifetime. These planets could have formed close to their star and then migrated outwards. We consider how the transfer of angular momentum by viscous disc interactions from a massive inner planet could cause significant outward migration of a smaller outer planet. We find that it is in principle possible for planets to migrate to large radii. We note, however, a number of effects which may render the process somewhat problematic.     

On the stability of hypothetical satellites coorbital to Mimas or Enceladus

In the present work, we study the stability of hypothetical satellites that are coorbital with Enceladus and Mimas. We performed numerical simulations of 50 particles around the triangular Lagrangian equilibrium points of Enceladus and Mimas taking into account the perturbation of Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Titan and the oblateness of Saturn. All particles remain on tadpole orbits after 10 000 yr of integration. Since in the past the orbit of Enceladus and Mimas expanded due to the tidal perturbation, we also simulated the system with Enceladus and Mimas at several different values of semimajor axes. The results show that in general the particles remain on tadpole orbits. The exceptions occur when Enceladus is at semimajor axes that correspond to 6:7, 5:6 and 4:5 resonances with Mimas. Therefore, if Enceladus and Mimas had satellites librating around their Lagrangian triangular points in the past, they would have been removed if Enceladus crossed one of these first-order resonances with Mimas.     

Dynamical behaviour of planetesimals temporarily captured by a planet from heliocentric orbits: basic formulation and the case of low random velocity

Planetesimals encountering with a planet cannot be captured permanently unless energy dissipation is taken into account, but some of them can be temporarily captured in the vicinity of the planet for an extended period of time. Such a process would be important for the origin and dynamical evolution of irregular satellites, short-period comets, and Kuiper-belt binaries. In this paper, we describe the basic formulation for the study of temporary capture of planetesimals from heliocentric orbits using three-body orbital integration, such as the definition of the duration and rate of temporary capture, and present results in the case of low random velocity of planetesimals. In the case of planetesimals initially on circular orbits, we find that planetesimals undergo a close encounter with the planet before they become temporarily captured. When planetesimals are scattered by the planet into the vicinity of one of periodic orbits around the planet, the duration of temporary capture tends to be extended. Typically, these capture orbits are in the retrograde direction around the planet. We evaluate the rate of temporary capture of planetesimals, and find that the ratio of this rate to their collision rate on to the planet increases with increasing semimajor axis of the planet. Similar results are obtained for planetesimals with non-zero but small random velocities, as long as Kepler shear dominates the relative velocity between the planet and planetesimals. For larger initial random velocities of planetesimals, temporary capture in both prograde and retrograde directions with much longer duration becomes possible.     

天语计划——寻找第二个太阳系及探索动态宇宙

像木星和土星这样的冷巨行星对类地行星的形成和宜居性起到了关键作用, 因此, 对像太阳系这样具有多个冷巨行星的系统的搜寻具有重要意义. Kepler以及TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)太空望远镜成功地通过凌星的方法发现了大量短周期行星, 然而这些巡天项目的观测基线不足以发现更长周期的行星. 为此, 天语计划将部署两台1m望远镜(天语一号和天语二号),用于结合天语和其他计划的数据通过凌星法来发现冷巨行星及其他行星, 并最终发现类太阳系. 天语一号具有约10平方度的视场以及高速CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor)科学相机, 将对超过1000万颗恒星每小时进行一次高精度测光采样, 并通过天语二号的多波段测光、光谱仪以及高分辨率成像对天语一号发现的候选行星进行确认. 天语望远镜将放置于海拔约4000m的中国青海冷湖, 是目前中国境内最好观测台址之一. 天语对亮于14等星的测光精度为0.1%, 对亮于18等星的测光精度优于1%, 天语预计在5yr内将在类太阳周期发现超过300颗凌星行星,其中包括约17颗冷巨行星. 基于系统轨道共面以及孪生地球发生率为10%的假设, 天语预计将发现1--2个类太阳系, 并可被未来的地球2.0计划所证实. 此外,天语还将通过多种巡天观测模式测量从亚秒到周时标的光变, 探测不同时标的时域现象, 包括超新星早期光变、稀有变星和双星、潮汐瓦解事件、Be星、彗星活动以及系外小行星等.这些发现不仅将深化我们对宇宙的理解, 还将为公众科学和科普提供重要平台.     

Substellar companions and isolated planetary-mass objects from protostellar disc fragmentation

Self-gravitating protostellar discs are unstable to fragmentation if the gas can cool on a time-scale that is short compared with the orbital period. We use a combination of hydrodynamic simulations and N -body orbit integrations to study the long-term evolution of a fragmenting disc with an initial mass ratio to the star of   M _disc/ M _*= 0.1  . For a disc that is initially unstable across a range of radii, a combination of collapse and subsequent accretion yields substellar objects with a spectrum of masses extending (for a Solar-mass star) up to  ≈0.01 M_⊙  . Subsequent gravitational evolution ejects most of the lower mass objects within a few million years, leaving a small number of very massive planets or brown dwarfs in eccentric orbits at moderately small radii. Based on these results, systems such as HD 168443 – in which the companions are close to or beyond the deuterium burning limit – appear to be the best candidates to have formed via gravitational instability. If massive substellar companions originate from disc fragmentation, while lower-mass planetary companions originate from core accretion, the metallicity distribution of stars which host massive substellar companions at radii of ∼1 au should differ from that of stars with lower mass planetary companions.