与耀斑双带重合的一对共轭电流带

利用SDO (Solar Dynamics Observatory)/HMI (Helioseismic and Magnetic Imager)观测到的矢量磁图,研究了与活动区AR12673上爆发的一个X9.3级耀斑(2017年9月6日)的相关电流分布和演化.结果显示,在该活动区的磁中性线两边存在一对方向相反的电流密度约为0.4 A/m~2的长电流带,可称其为一对共轭电流带.这对共轭电流带在耀斑发生之前、期间以及之后一直存在;并且观测到,该耀斑的两个亮带的位置几乎刚好与两个电流带重叠,它们的形状也极其相似. 9月6日电流总强度演化曲线表明,电流强度在X9.3级强耀斑爆发期间出现快速增加的现象,这种现象持续了几个小时.这一研究结果有力支持了磁准分界面(Quasi-Separatrix Layer, QSL) 3维重联模型.     

耀斑与磁环拓扑界面附近的色球视向速度

在一些活动区中，耀斑与光球层磁对消的密切关系，已被观测确认，磁对消先于耀斑几小时到一天，此时，色球视向速度场呈现特定的式样，即在磁环拓扑界面上，出现紫移窄带，而耀斑亮块均落在拓扑界面两边的红移区，这一观测事实支持磁对消为低层大气的磁重联，并证实这种重联与日冕中的能量快速释放有密切关系。     

基于MDI/SOHO合成图的全球磁场外推

用势场方法和格林函数解构造了三维日冕磁场.相关的边界条件是所观测的光球磁场以及光球上2.6个太阳半径的开放场(源表面).所用的光球数据来自高精度的MDI/SOHO观测(2″/像素,1桢/98min).这种外推方法可以用来分析太阳大事件在大尺度上的可能触发机制.作为一个例子,我们分析了活动区NOAA9077的外推日冕场,发现它们的形态与EIT/SOHO的日冕观测相符很好.结合全日面Hα演化,我们推测来自活动区9082的一次激波扰动应该是导致2000年7月14日大耀斑和日冕物质抛射的触发原因,该扰动沿着外推所得到的一个磁环系统直接传到大耀斑爆发位置.     

基于MDI／SOHO合成图的全球磁场外推

用势场方法和格林函数解构造了三维日冕磁场，相关的边界条件是所观测的光球磁场以及光球上2.6个太阳半径的开放场（源表面），所用的光球数据来自高精度的MDI/SOHO观测（2″/像素，1桢/98min），这种外推方法可以用来分析太阳大事件在大尺度上的可能触发机制，作为一个例子，我们分析了活动区NOAA9077的外推日冕场，发现它们的形态与EIT/SOHO的日冕观测相符很好，结合全日面Ha演化，我们推测来自活动区9082的一次激波扰动应该是导致2000年7月14日大耀斑和日冕物质抛射的触发原因，该扰动沿着外推所得到的一个磁环系统直接传到大耀斑爆发位置。     

太阳的磁绳暗条和一个Ⅲb级耀斑

2000年9月14－18日在紫金山天文台赣榆观测站观测到太阳上有一个中小型活动区，黑子面积不大，但有一个奇特的活动区暗条，16日产生了一个Ⅲb级耀斑，有较强的地球物理效应。计算该区的磁结构，结果发现此磁绳状暗条与磁中性线附近低磁弧系相关，磁场在磁绳附近有强剪切，QSL分析显示三维磁重联能够在暗条附近出现，这可解释大耀斑的形成。     

耀斑环动力学的数值研究

数值模拟了太阳耀斑环动力学演化的二维磁重联过程。结果表明,在重联Ｘ 点比较高时,演化过程能再现双带耀斑中的耀斑环活动;而重联Ｘ 点比较低时,演化情况能解释致密耀斑的观测特征     

活动区NOAA 6891的耀斑分析

本文分析了１９９１年１０月的一个大δ型活动区的黑子演化和耀斑产生的位置及可能原因，发现该活动区８９％的耀斑产在两个磁中性线旁，两磁中性线处皆有较大的磁横场和剪切。在Ｈα中一中性线处观测到暗条由于黑子的挤压运动而变得剪切成“Ω”型；另一中性线处观测到纤维束较大的变化，有时明显能观测到磁绳结构。     

1980年4月Hale 16747活动区的三维磁场结构和演化特征

本文利用太阳活动区无力场模型,以观测的光球磁场为边值,外推Hale 16747活动区在4月5—9日的三维磁场,并且讨论了这些磁场结构和演化特征。结果表明:(1)此活动区的磁流管在快速升浮的同时,还在不断扭绞;(2)产生磁力线扭绞的主要原因是前导黑子的逆时针旋转,以及中部δ结构的发展;(3)4月5日在前导黑子东侧看到的一些细长纤维的走向为横场方向,因而可能是气团运动的轨迹;(4)活动区耀斑产率随时间的变化可以用活动区磁场演化来说明;(5)4月7日和8日发生了二个相似耀斑,各有4块近于直线排列的亮区,是由于存在二组串排的弧拱状磁力线造成的。这些结果不同程度地支持了文[1]和[2]中的一些推测。     

AR6659光球色球的磁场速度场的演化特征及其与大耀斑的关系

ＡＲ６６５９是２２周以来最重要的一个活动区，它爆发了２２周最强大的高能事件。本文用云南天文台的光球、色球精细结构照片和北京天文台怀柔站的磁场速度场资料，分析了该活动区磁场速度场的二维位形和大耀斑期间的演化特征。本文分析的４个大耀斑均爆发在中性线附近的Ｎ极区磁场梯度大的地方及色球速度场的红移区。偏带观测也显示耀斑物质是向红端移动的。耀斑波沿横场传播在离本黑子群几万至十几万公里的地方激起感生耀斑，在原生耀斑与感生耀斑之间往往有耀斑环相连。此外，本文还从演化特征出发分析了耀斑爆发前活动区等离子体的宏观不稳定性。     

卫星黑子衰减触发的喷流事件

详细分析了一次太阳低层大气磁场重联触发的喷流事件.这次喷流发生在2014年8月1日,爆发自美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)活动区12127边缘的一个卫星黑子处.该喷流爆发包括日浪、紫外喷流、极紫外高温和低温喷流.大熊湖太阳天文台(Big Bear Solar Observatory,BBSO)的Goode Solar Telescope (GST)高分辨率氧化钛(TiO)谱线的光球观测显示,喷流爆发过程中,卫星黑子一直衰减.到喷流结束,卫星黑子面积共减少了80%.在此过程中,太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)日球磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)的视向磁场观测表明,该卫星黑子对应的负极磁场与相邻的正极磁场发生明显对消,产生喷流足部亮点.根据SDO卫星太阳大气成像仪(Atmospheric Imaging Assembly, AIA)的多波段观测,该足部亮点首先出现在紫外1600?波段.待紫外(1600?)喷流从紫外足部亮点顶部向上喷发,在极紫外波段也观测到相应的亮源.随着足点源亮度突然增强,有明显的极紫外低温喷流和日浪从足部亮点侧面喷发.从GST的高分辨率Hα图像上,可见日浪由许多精细纤维组成,这些纤维扎根在足点源的东南侧.根据从光球层过色球层再到日冕层的多波段高分辨率观测,色球中下层的磁场对消触发了这次喷流事件.向上喷发的物质流可以携带能量进入上层大气,并加热上层大气.研究结果表明,低层大气磁重联可能对解决日冕加热问题起重要作用.     

准开放磁场线区域模型

为了解释日冕中高能电子束和太阳耀斑中的快速过程,本文提出在活动区双极黑子上空存在一个准开放磁场线区域的定性模型。如图1所示,准开放磁场线区域被确定在开放磁场线下面和耀斑环顶部之间。 由于那里的快速磁重联或撕裂、爆炸式的能量释放引起了区域性的等离子体加速。那些被加速到10—100keV的高能电子束沿着开放的磁场线从太阳大气等离子体逃逸到行星际等离子体中。在每个连续的高度上将产生朗缪尔波等离子体辐射。朗缪尔波同低     

磁拱脚点缓慢运动引起的磁场演化和日冕加热

Heyvaerts和Priest最近提出了一个线性无力场演化的简化模型来定量计算磁拱脚点做缓慢的剪切运动所引起的日冕加热。由于他们在能量的计算中漏掉了一些二阶项,并且保留了导致位移无界的磁场的线性演化项,本文对他们的工作进行了修正,同时还对脚点运动引起的磁拱无力场演化进行了进一步探讨。本文主要结果如下:(1)得到的加热效率(即耗散能量在光球供给能量中所占比例)比Heyvaerts和Priest所得结果大。(2)磁拱无力场的无耗散线性演化是不可能的。(3)由磁场位形具体说明了非线性无力场发生磁力线重联的可能性,并指出最容易发生磁力线重联的高度大约为一个磁拱宽度。     

AR6659光球色球的磁场速度场的演化特征及其与大耀斑的关系

ＡＲ６６５９是２２周以来最重要的一个活动区，它爆发了２２周最强大的高能事件。本文用云南天文台的光球、色球精细结构照片和北京天文台怀柔站的磁场速度场资料，分析了该活动区磁场速度场的二维位形和大耀斑期间的演化特征，本文分析的４个大耀斑均爆发在中性线附近的Ｎ极区磁场梯度大的地方及色球速度场的红移区，偏带观测也显示耀斑物质是向红端移动的。耀斑波沿横场传播在离本黑子群几万至十几万公里的地方激起感生耀斑，在原     

对2007年5月23日的一个CME的起源和初始阶段的观测研究

利用多波段联合观测数据,综合分析研究了一个发生于2007年5月23日的日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)爆发事件的起源和初始阶段的物理演化过程.该CME起源于活动区10956内的一个并没有严格地位于活动区极性反转线上的U形活动区暗条,该暗条首先被扰动,然后从中间部分开始缓慢上升.在暗条上升运动过程中,从极紫外和软X射线像上可观测到位于暗条上方的日冕磁环也在不断地上升并且有持续向外的扩张运动.最终,这些冕环和暗条一起爆发并伴随着一个位于暗条断开位置附近的日冕暗化区域的形成.这一爆发过程还伴随着一个静止轨道业务卫星(GeostationaryOperational Environmental Satellites,GOES)软X射线流量级别为B5.3的亚耀斑发生,该光斑显示出与CME之间具有在时间和空间上的紧密联系.与CME的"标准"磁流绳模型一致,这些太阳表面活动可以看作是CME的初始演化阶段在日面上的表现信号,并且该CME的亮前锋可能是由预先存在于暗条上方的冕环体系直接演化而来.另外,文中还讨论了与该事件相关的暗条爆发、耀斑、冕环扩张和消失以及日冕暗化之间的关系.     

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。     

太阳耀斑磁重联的数值模拟

数值模拟了太阳耀斑中二维磁重联过程。结果表明,当重联Ｘ 点比较高时,演化过程能再现双带耀斑中耀斑环的运动等主要特征;当重联Ｘ 点比较低时,可解释致密耀斑的观测特征。结果还表明,耀斑环上升和重联点上升之间没有直接的联系。     

一个复杂大爆发的分析

本文分析了2002.7.23国家天文台云南天文台射电频谱仪在625～1500 MHz、2600～3800 MHz和5200～7600 MHz记录到的复杂型大爆发,将此爆发与Hα耀斑、日冕物质抛射(CME)、硬X射线爆发及地球物理参数作了相关分析,得到这个事件的一些显著特征,认为这一事件电子的加速区在日冕的外层,接近625 MHz的地方,并且多次发生磁重联.磁重联以后的衰变相是湍流加速过程.     

AR5229活动区中耀斑和磁场的关系(英文)

本文研究了活动区5229中的H_β耀斑和磁场的关系。所用资料为北京天文台怀柔太阳观测站1988年11月13—18日期间获得的(时值活动区5229位于E40°W40°)。按活动区磁场演化情况,考察了新浮现磁流、磁剪切和磁对消与耀斑形成的关系。 图1a-1f给出了怀柔站观测到的11个H_β耀斑及87个耀斑核在纵向磁图上的情况。磁图以等高斯线形式给出,图中虚线表示负极,实线表示正极,等高斯线由外向内分别为20,40,80,160,320,640,960,1280,1600,1920,2240,2580,2800高斯。黑色小块表示Hβ耀斑核。其中有四分之三的Hβ耀斑核离开极性反变线的距离在10弧秒之内。发生在该活动区的耀斑超过80个,而怀柔站观测的仅是很小一部分。这对于耀斑建立过程的研究是很不够的,必需补充其他天文台的资料。注意到周报上已列出该活动区的软X射线(1～8A)M1.0级以上的高能耀斑事件,将它们补充进图1,用黑色三角形表示,画其位置时考虑到耀斑、黑子及磁特征之间的关系和它们彼此之间的时间差,并按Howard和Harvey给出的较差自转公式进行了改正。10个高能耀斑事件中有6个可能与磁特征N_3,N_7和P_2的衰减(即对消,另一极性在复杂活动区中衰减不明显)有关;另外的事件可能与发生在磁特征N_2、P_2之间的磁剪切有关。     

日冕亮点的观测特征和供能机制

该文通过综述相关研究成果,对日冕亮点的观测特征和供能机制进行了总结和评论.日冕亮点是发生在过渡区和低日冕的小尺度局地增亮现象,经常在X射线和极紫外波段观测到,其寿命在5～40 h之间.日冕亮点的产生和演化与双极磁场的相互作用紧密相关.对于日冕亮点的供能机制,目前主要存在三种观点:(1)磁场对消的观点,当不同极性的磁场区域相互靠近时,局地发生磁重联,并在重联区域加热等离子体,从而导致X射线和极紫外辐射的增强;(2)分隔线重联,与日冕亮点相联系的磁场结构可以形成分隔线重联位形,沿分隔线的快速磁场重联导致过渡区和日冕局地的等离子体被加热,从而产生日冕亮点;(3)光球水平运动所诱发的电流片为亮点提供了能量来源.近期研究表明,三种机制可能同时作用,为亮点提供所需的能量.     

对一个太阳风暴及其行星际和地磁效应的研究

对一个爆发于2014年1月7日的太阳风暴进行了研究,通过对太阳活动的多波段遥感观测—来自于太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)以及太阳和日球天文台(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO),分析了耀斑和日冕物质抛射(coronal mass ejection,CME)的爆发过程.通过地球同步轨道环境业务卫星(Geostationary Operational Environmental Satellites,GOES)对高能质子以及日地L1点的元素高级成分探测器(Advanced Composition Explorer,ACE)对当地等离子体环境的就位观测,分析了伴随太阳风暴的太阳高能粒子(solar energetic particle,SEP)事件和行星际CME(ICME)及其驱动的激波.通过地面磁场数据分析了该太阳风暴对地磁场的影响.研究结果表明:(1)耀斑脉冲相的开始时刻和CME在日面上的抛射在时序上一致.(2)高能质子主要源于CME驱动的激波加速,并非源于耀斑磁重联过程.质子的释放发生在CME传播到7.7个太阳半径的高度的时刻.(3)穿过近地空间的行星际激波鞘层的厚度和ICME本身的厚度分别为0.22 au和0.26 au.(4)行星际激波和ICME引起了多次地磁亚暴和极光,但没有产生明显的地磁暴.原因在于ICME没有包含一个规则的磁云结构或明显的南向磁场分量.