太阳光球磁亮点的基本特征研究及其对日冕加热的贡献

在太阳光球表面出现的磁亮点是目前观测手段能够分辨的最小磁结构,也被认为是日冕中的磁绳在光球足点运动的可靠示踪者。磁亮点的尺度约为100～300 km,寿命从几分钟到几十分钟。磁亮点被观测到不仅具有漩涡运动现象,还有很强的振荡现象。磁亮点是在磁通量管的对流坍缩过程中形成的,这已被观测和数值模拟所验证;磁亮点的运动导致其所在的磁通量管产生振荡,或者与其他磁通量管发生扭绞。理论上认为,这些振荡会以波的形式向色球和日冕传送能量,而磁通量管之间的扭绞会在色球和日冕中发生磁重联并释放能量,从而加热色球和日冕。为了解开日冕加热和色球加热等未解之谜,对磁亮点的研究显示出它特殊的重要性。对磁亮点的基本特征、形成原理、观测证据、光球磁亮点和太阳大气其他亮点之间的关系,以及磁亮点对日冕加热贡献等方面进行了介绍和讨论。

中美太阳物理学家的最新发现有望解决太阳日冕加热难题

最近，中国科学院紫金山天文台季海生研究员和美国大熊湖天文台曹文达副教授和Goode教授利用大熊湖天文台16米口径的太阳望远镜发现了太阳日冕加热的源区．有望解决长期困扰天文界太阳日冕加热的难题。该望远镜是国际上目前最大的太阳光学望远镜。

天文学八大难题之一--日冕加热之谜

日冕是最外层的太阳大气,是一个非常不稳定的结构,会产生或持续或剧烈的太阳活动,如太阳风、耀斑和日冕物质抛射(CME)。在CME过程中,日冕以每秒数百甚至上千千米的速度将数十亿吨的等离子体抛向行星际空间。

磁能和磁复杂性向日冕的传输

本文讨论了从太阳光球向日冕传输磁能和磁复杂性的过程。活动日冕，作为由电磁场和粒子组成的系统，其唯一的开场表面是太阳光球。光球层等离子体的运动和磁场的相互作用，是造成磁能和磁复杂性向日冕传播的主要根源；同时，光球上的耗散过程也对日冕磁能和磁复杂性的积累有不可忽视的贡献。

日冕三维太阳风模拟

COIN-TVD MHD模型是近年发展起来的能有效实现日冕–行星际三维太阳风模拟的模型。本文利用此模型针对日冕区三维太阳风进行研究,为了模拟日冕太阳风的加热加速,对模型中的体积加热项做了调整。在磁流体模拟中,减小磁场散度的误差是关键问题之一,在调整体积加热项后应用扩散法、八波法、扩散八波法,对2199卡林顿周的背景太阳风进行模拟。模拟结果符合日冕太阳风结构,而且扩散八波法处理磁场散度性能有提升,可将相对磁场散度误差可控制在10^(-9)量级上。

多层太阳大气模式中Alfvén波的传播

将实际的太阳大气划分为多个等温层次，导出了均匀倾斜磁场下线性Ａｌｆｖéｎ波通过任意多等温层的能量透射率．结果表明，两等温层模式与三等温层模式的结果存在本质的区别．在两等温层中，温度的跃变式增高对Ａｌｆｖéｎ波起着高通滤波的作用；而三等温层中在高频端Ａｌｆｖéｎ波的透射率显示为振荡形态．对实际大气温度模式的计算结果表明，太阳低层大气更适合于周期为数秒的Ａｌｆｖéｎ波的能量传输．

动力Alfven波加热日冕和加速太阳风的耗散长度

动力Alfven波高频分支在冕洞中沿磁场方向传播时, 其Landau阻尼可以给出可观的加热效果. 从理论上计算出波能通量的耗散形式和耗散长度, 与经验模型给出的耗散长度一致, 从而给出经验模型中耗散长度的理论根据.

日冕反常加热之谜新解

日冕加热之谜是当代天文学、天体物理学中的八大难题之一。自日冕高温发现七十多年以来,人们建立了许多模型试图解决这一难题,但到目前为止,现有的模型几乎都无法给出一个完整的解答。近年来,人们从观测上取得了一系列新的发现,如从光球到日冕的超精细磁通道中的快速上升热流、二型针状体、极紫外龙卷风等。这些发现给我们一个新的启示,即日冕的加热能量很可能是直接通过热物质上升并在日冕区域沉积而实现的。但是,这些上升热流又是如何形成的呢?鉴于太阳大气中普遍存在具有磁场梯度的磁通量管,作者最近提出了磁场梯度抽运机制(magnetic gradient pumping mechanism,MGP),每一磁通量管就像一个抽水机一般,将底层热分布的等离子体中的高能端粒子抽运到高层大气中沉积,并最终形成了高温的日冕大气。这一机制为我们探索日冕加热之谜提供了一个新的思路。

动力学阿尔文波及其在太阳和空间等离子体中的应用(英文)

动力学阿尔文波是短波长的色散阿尔文波,其色散主要是由于垂直波长接近离子回旋半径或电子惯性长度等微观粒子动力学特征尺度而引起的。在频率远低于离子回旋频率的低频条件下,其平行波长通常仍然远大于离子惯性长度,这导致动力学阿尔文波在电磁偏振和传播方向上呈现显著各向异性的重要特性,并因此使其在磁等离子体的粒子能化现象和结构丝化现象中起重要作用。动力学阿尔文波早期于1970年代由Chen和Hasegawa研究聚变等离子体加热问题时首先提出。随后,在1980年代受到空间等离子体、特别是电离层-磁层耦合与极光现象研究的广泛关注。进入1990年代后,由于在空间卫星探测技术和地面等离子体实验技术的不断发展,特别是一些高分辨空间等离子体探测仪器和地面大型等离子体实验设备投入工作以来,在动力学阿尔文波的实验研究上取得了一系列突破性的重要进展。这不仅导致对动力学阿尔文波在磁等离子体动力学现象中重要作用的重新估价和正视,并再次激发了对动力学阿尔文波理论及其在实验室、空间和天体环境下各类等离子体活动现象中应用研究的广泛兴趣。自1990年代中期以来,我们在中国科学院紫金山天文台的研究小组一直致力于动力学阿尔文波及其在太阳和空间等离子体粒子能化现象中应用的研究。这篇综述性报告主要介绍了有关动力学阿尔文波非线性孤波理论及其在空间和太阳等离子体粒子能化现象中应用的研究进展,也是我们这十几年来在这一领域研究工作的一个总结。报告的第0章简要介绍动力学阿尔文波的一些主要特征及其在磁等离子体动力学现象中的重要作用。然后,在第1章中利用等离子体的双流体方程、结合有关的实验观测,系统介绍了动力学阿尔文波的色散、传播、偏振等基本特性和在一维孤波与二维涡旋等非线性结构理论方面的研究进展。接下来的第2、3、4章将聚焦在动力学阿尔文波的耗散机制及其在太阳和空间等离子体粒子能化现象中的应用研究上,分别包括:动力学阿尔文孤波的耗散结构及其在极光高能电子加速现象中的应用(第2章);动力学阿尔文孤波中重离子的各向异性能化机制及其在延伸日冕中少量重离子反常加热现象中的应用(第3章);以及动力学阿尔文波的反常耗散机制及其在日冕磁等离子体结构非均匀加热现象中的应用(第4章)。最后的第5章是一个简要的总结和几点进一步发展的展望。

太阳活动区冕环若干研究进展

日冕加热是太阳物理中一个基本问题。随着一批高性能仪器(如TRACE、SOHO、Yohkoh) 投入观测,作为太阳日冕中一种基本结构的冕环,其观测资料日益丰富。冕环加热是日冕加热的一个重要组成部分,越来越得到人们的重视。在简要介绍冕环最新观测和研究进展后,以其一维模型为基础,着重讨论了现有冕环加热结构和加热机制的研究进展。

针状物的数值模拟与形态观测研究进展

从针状物的数值模拟发展和形态观测进展两大方面,展示针状物近期研究成果。首先,介绍针状物磁流体动力学(magnetohydrodynamics, MHD)数值模拟的内容与进展;然后,介绍日面针状物总量和平均能流密度估算的研究进展;接着,介绍目前较为成熟的日出卫星(Hinode)上太阳光学望远镜(Solar Optical Telescope, SOT)的数据处理方法及观测到的双线和群体运动现象;最后,对目前针状物研究成果和未来研究方向进行总结和展望。

太阳网络磁场和网络内磁场的相互作用

主要介绍太阳光球表面的小尺度磁场??网络磁场和网络内磁场的相互作用.利用美国大熊湖天文台和北京天文台的高分辨率磁图和H(单色像, 发现太阳表面上的小尺度动力学活动现象都是由网络和网络内磁场的相互作用触发的. 相互作用所产生的能量足以加热日冕.

物理学专家 中科院院士涂传诒

涂传诒院士,1964年毕业于北京大学地球物理学系,现任该系教授,空间物理学专业博士生导师.涂教授曾在国内外学术刊物上发表论文100余篇.主要著作有<日地空间物理学(行星际与磁层)>上下册(科学出版社1988年出版).至2002年2月,涂传诒的文章已被<科学引文索引>(SCI)引用1214次,其中涂传诒为第一作者的文章被SCI引用843次.作为"太阳风阿尔芬脉动的波能串级理论"项目的第一完成人,他于1989年获国家科委颁发的国家自然科学二等奖.作为"太阳风湍流的本质"项目的第一完成人,他于2001年获国务院颁发的国家自然科学二等奖.他于1992年获国际科联空间研究委员会(COSPA)颁发的VIKRAM SARABHAI奖章;于1993年获香港王丹萍科学奖励委员会颁发的首届王丹萍科学奖.