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。     

磁敏谱线FeIγ5324.191的研究

为了判断视频磁象仪的工作谱线 FeIλ5324.191 对磁场观测的适用性,本文由海野方程组的数值解,计算这条谱线的斯托克斯参数轮廓,并推算它的磁场增强量和温度敏感度。     

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     

太阳磁场的红外研究

在简短的引言之后,本文首先叙述在红外波段观测太阳磁场的优越性,然后依次描述用He I10830A、FeI 1.5μ和Mg112μ等红外磁敏线的观测、资料及分析方法。这些谱线分别在色球层、光球最深层和光球上层形成,因此用它们可以探测太阳大气中很大范围的磁场。接着以磁元和黑子磁场为例,介绍现有的主要研究成果。结束语对我国的红外太阳磁场研究提出一些建议。     

太阳活动区磁场观测的一种新方法

在太阳活动区的物理研究中,特别是在二维动力学光谱分析中,迫切需要相应活动区的磁图资料。本文介绍了在太阳光谱仪的入射狭缝后安装一种新型偏振器进行活动区二维磁场观测的新方法。这种方法不仅能获得日面上任一点的磁场强度,且可快速获得活动区的纵向场磁图。除此之外,还可利用多条谱线的同时观测,获得有关磁力线管结构等方面的资料。     

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。     

太阳黑子发展中的磁扩散不稳定性

根据太阳发电机理论中的ω-效应,在太阳对流层内将产生纬向磁场,它的磁浮力要促使流团上浮。在文[5]中讨论了在流团上浮过程中,流团表面的磁扩散率梯度将对纬向磁场产生扰动,这一扰动使纬向磁场集积在流团表面磁扩散率梯度大的地方,围绕流团表面形成了黑子磁环。 本文进一步从磁流力学方程组的小扰动方程出发探讨了太阳黑子磁环发展的不稳定性问题。结果表明:在扰动方程中存在着不稳定模式。这一不稳定性产生的原因是由于当温度(或者说磁扩散率)受到小扰动时,纬向磁场要集积在磁扩散率(或温度)梯度大的地方,而磁场的集积将导致磁压增强及气压减低。在绝热条件下,这将使温度减低,而温度的减低又加强了温度梯度的增大,这又进一步促使磁场在梯度大的地方集积。这种磁场与温度发展的相互促进关系可以称它为磁扩散不稳定性。本文认为太阳黑子磁环和它低温的形成正是由于这种不稳定性发展起来的。     

磁扩散率的随机不均匀分布对增大湍流磁扩散率的作用

在太阳物理学中,磁场的湍流扩散过程一般被认为是如同烟、热和流体中其他物理属性被湍流扩散一样的过程。但这种基于湍流的运动特性而得到的湍流磁扩散率还不能很好地与太阳观测事实与湍流理论相符合。 本文提出,如果在磁流体中存在着磁扩散率的随机分布不均匀,则从磁场的扩散万程中可以看出,由这一不均匀而形成的磁扩散率梯度会使磁力线弯曲,即把平均磁场扩散成湍流磁场,从而增大了磁扩散率的数值。这种效应是在小尺度范围内对湍流磁扩散率增大起着决定性的作用。     

五颗晚型星的磁场测定

依据观测获得的５颗晚型星：λＡｎｄ,κＣｅｔ,６１ＣｙｇＡ,αＣａｓ和βＣｅｔ的高分辨率、高信噪比的光谱,采用谱线塞曼致宽的谱线轮廓叠加法和利用大量ＦｅＩ的多重线统计分析方法,成功地测定了这些星的磁场和磁场覆盖因子,并对这两种磁场测定方法做了简述和讨论     

1989年1月18日白光耀斑的研究

本文利用色球Ｈα单色光序列照相资料，Ｈα光谱扫描资料，黑子精细结构照相资料和日面纵向磁场观测资料，分析了１９８９年１月１８日ＷＬＦ所在活动区ＮＯＡＡ／ＵＳＡＦ：５３１２的磁场结构，黑子结构及该ＷＬＦ的演化特征，求出了视向速度场，并以理论计算的Ｈα谱线轮廓作为诊断工具，探讨了该ＷＬＦ可能的能量传输机制和动力学过程。     

大型太阳活动区磁场的一个模型

用时间缓变的非线性无力场模拟超级活动区（弧岛式大型δ黑子）的磁场位形。这个复杂磁场包含了向量磁场的主要观测特征：正负磁流极端不平衡性（正负磁流之比为１：６）,Ｕ形磁反变线,局域磁场的二极子、四极子差异性。模拟结果厅用来解释一些观测结果：（１）大耀斑主要产生在Ｕ形中性线的磁性混杂区或四极子区（２）Ｕ形反变线的准双极性区几乎没有大耀斑很小。（３）活动区内部的大型旋转运动和磁沲运动会导致四极子场磁拓扑分     

太阳磁场观测研究

简要回顾了近几年国际上太阳磁场研究的一些重要进展，包括耀斑与磁切和电流的关系，电流螺度和磁螺度，磁场拓扑性，三维磁场外推，色球磁场研究，日冕磁场研究，内网络磁元，磁流和振荡，极区磁场观测以及色球磁元观测等方面内容，同时也介绍了怀柔太阳观测站最近所取得的主要成果，自20世纪90年代以来，YOHKOH高分辨率的太阳X射线数据，SOHO的多波段大尺度观测，TRACE的高分辨太阳过渡区资料，为研究太阳磁场从内部到距离几十太阳半径处的大范围演化提供了依据，高效的空间资料结合长期的地面资料，将是正派推动太阳磁场研究的重要手段和必然趋势。     

类太阳色球活动星εEri磁场的观测研究

本文给出１９９３—１９９４年期间，用云南天文台１米望远镜折轴摄谱仪观测获得类太阳色球活动星。εＥｒｉ的５个波段高分辨、高信噪比光谱，运用两种不同方法：谱线轮廓塞曼致宽分析和多重线统计分析法成功地测定了εＥｒｉ的表面磁场强度和磁场的覆盖因子，并对这两种磁场测定方法作了简单的讨论．     

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。     

太阳速度场的深度梯度

为了得到太阳速度场的三维图像,除由观测直接取得二维的速度场图外,还须测定视向速度的深度梯度。长期以来不少天文工作者钻研这一课题,建立了一些用谱线轮廓推求速度梯度的方法。本文先阐述解决这一问题的理论前提,然后依次就日面上的吸收谱线和日珥、边缘耀斑等的发射谱线,论述利用谱线的不对称性等特征,推求速度场梯度的各种方法。最后对今后的工作提出一些概括性的意见。     

太阳黑子半影的形成和返回磁通量的来源

本文从无半影的黑子成长为带半影的黑子伴随着磁场强度增强和延伸运动这个观测事实出发，通过MHD数值模拟，证明了：（1）对流层内黑子中涡旋流动的自然形成；（2）仅在黑子表面附近磁矢才急速向外移动，最终形成我们观测到的半影磁场位形；（3）光球之上由于β迅速减少，这么小的延伸速度（0.2公里／秒）仅在β～1的光球区200公里厚的层里使磁矢有效地旋转，在约几小时至一天量级时间内将近似垂直的本影磁场向水平方向旋转，形成Osherovich所期的ReturnFlux磁位形，将注入日冕空间的本影主磁流同在色球和光球内就返回的半影磁流自然地划分开来．     

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。     

耀斑与磁环拓扑界面

北京天文台怀柔太阳观测站和美国大熊湖太阳天文台的矢量磁图系列，已经允许从观测上证认活动区内的磁环系统，及磁环之间的拓扑界面。本文作者基于１９９３年４月６日至１２日，对ＮＯＡＡ７４６９连续的矢量磁场观测，首次对一个活动区内的磁环系统和磁环之间的拓扑界面作了观测证认，这些拓扑界面的特征是：１）矢量磁场在界面附近高度剪切；２）在界面两边，有很强的纵场梯度（约０．１高斯／公里）；３）在观面两边磁对消，对消