暗条结构与爆发的观测研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 田占军
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| 答辩日期 | 2018-07-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘煜 |
| 关键词 | 暗条 暗条形成 暗条结构 喷流 暗条爆发 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Observations of Solar Filament Structure and Eruption |
| 英文摘要 | 太阳暗条是太阳大气中最为普遍也最为诡谲多变的现象之一。它们由低温、高密度的等离子体组成，位于光球磁场极性反转线上方的暗条通道中并像云朵一样悬浮于高温稀薄的日冕中。通常情况下，暗条的温度比周围的日冕低100倍，但密度却高出100 倍。暗条千姿百态，变化万千；尺度大小不一，寿命有长有短。其精细结构动感十足，物质流动扑朔迷离；其爆发不仅绚丽壮观，甚至能威胁空间环境安全。尽管人们对暗条的观测与研究持续进行了一百多年，但是依然有许多未解之谜，尤其是对暗条磁场位形结构，暗条的形成，暗条的维持，暗条的不稳定性，暗条的爆发等物理机制以及在这些过程中暗条各个物理参数的变化规律尚不十分清晰。 本论文，我们首先回顾了暗条的背景知识，并总结了前人在暗条的观测特征，分类，磁场模型与爆发模型等等相关知识。此外我们还介绍了“拱状暗条系(Arch Filament System)”，“微暗条(Minifilaments)”以及暗条间的相互作用。然后介绍了相关仪器及数据，最后一部分是自己的工作。我的研究工作主要借助于SDO，NVST 的高分辨观测，以暗条细丝重联和特殊结构的暗条位形为突破来展开研究。我的第一个工作研究了一个暗条细丝间因重联而触发连续的双向环状喷流的事件，并提出了一个新的双向喷流的模型。第二个工作研究了一个位于日面边缘的具有双层结构暗条的产生与爆发过程，并得出一些有意义的结论，这对于理解暗条的磁场结构，爆发机制有一定的帮助。我们的工作取得了以下两个方面的创新性结论： 1: 第三章，“两个相邻暗条细丝之间的磁重联导致的系列双向环状喷流的研究”，我们研究了活动区NOAA AR 12035的南侧区域发生的一系列双向环状喷流事件。综合利用NVST Ha以及AIA/SDO、HMI/SDO 的高分辨观测数据，我们发现位于喷流源区的相邻暗条细丝间的相互作用，磁场浮现以及磁场对消和这些双向环状喷流的产生密切相关。观测发现，足点扎根在喷流源区内的相反磁极上两根暗条细丝，当它们相互靠近时，在其相互作用的区域出现了明显的亮斑。随后，出现了沿暗条细丝但方向相反的喷流，显然这是一种典型的双向喷流，其速度约150 km s-1。15分钟后，同一区域产生的第二个喷流的爆发过程与第一个喷流相类似。但是在第二个双向喷流爆发结束后，我们发现在源区新产生了一个热的环状结构，这应该是细丝间相互作用的产物。基于上述观测结果，我们认为这些双向环状喷流是由相邻暗条细丝之间的磁重联产生的。这不同于目前人们普遍认为双向喷流是浮现的双极磁场与其上方覆盖的水平磁场间的磁重联的结果。显然本工作的分析结果提供了一种新的触发机制来解释双向环状喷流的产生。而且，这种暗条精细结构的重联在某种程度上可以视为微暗条的爆发。 2: 第四章，“一个双层结构的准静态暗条的形成与爆发”，我们研究了一个具有双层结构的暗条的形成、触发与爆发的物理机制。利用SDO/AIA的数据，我们全程观测了一个位于活动区NOAA AR 12687 南侧的具有双层结构的暗条从其形成，触发到爆发的长达15个小时的全部过程。我们发现这个双层暗条是在原有暗条的基础上通过分裂形成的。在分裂过程中，其下方的暗条通道内异极性磁极接近的区域不断有亮点爆发。而这个新生的双层暗条系统的爆发很有可能是由接下来在同一地方连续发生的两个双向环状喷流以及上层暗条中不断的物质流出所触发的。我们发现，第一次喷流和暗条的相互作用直接向下层暗条注入物质并导致了下层暗条失去稳定性，同时使得上层暗条开始加速上升。3 个小时后，第二次喷流在同一地点发生，这次喷流进一步扰动下层暗条并加速其上升。有趣的是下层暗条最终赶上上层暗条并与之重新融合，最终整个暗条系统经过加速上升阶段然后开始剧烈的爆发。该暗条爆发导致一个日冕物质抛射事件，并在日面上留下一对耀斑带和两个日冕暗区。我们认为正是在暗条通道内发生的间歇性的爆发事件导致了暗条磁场位形结构的重组，从而形成了具有双层结构的暗条系统，最后在同一位置连续产生的双向喷流进一步导致了整个暗条系统的完全爆发。值得一提的是，对于一个单一的暗条可以通过分裂的方式形成上下两层而构成双层结构的模型，我们的工作首次提供了一个具有说服力的观测证据。这些发现有助于加深我们对双向喷流机制、暗条爆发的理解，以及光球磁场运动、暗条结构和暗条爆发等现象之间相互关系的深入思考。在第五章节，我们对研究工作做了最后的总结，并展望未来太阳物理研究的方向和一些研究计划。 |
| 学科主题 | 天文学 ; 太阳与太阳系 ; 太阳物理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 108 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25417]  |
| 专题 | 云南天文台_选址与日冕观测组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 田占军. 暗条结构与爆发的观测研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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