太阳活动区多尺度暗条形成和爆发机制的观测研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨丽平
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| 答辩日期 | 2024-07-01 |
| 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 | 闫晓理 |
| 关键词 | 太阳活动区 太阳磁场 太阳色球层 太阳暗条 磁重联 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Observational studies on the formation and eruption mechanism of multi-scale filaments in solar active regions |
| 英文摘要 | 太阳暗条（或日珥）具有广泛的时空分布特性。其通常形成于太阳上的不同区域，它们的空间尺度可达数百兆米，从形成至消失或爆发历经数分钟到数周左右。由于其爆发过程中所伴生的一些大尺度激烈爆发活动（比如：耀斑和日冕物质抛射）常常会对近地空间天气产生影响。因此，太阳暗条一直以来备受关注。暗条在爆发过程中不但会驱动热等离子体向更高层大气传播并对日冕加热或太阳风加速产生可能贡献，而且还会将爆发源区中储存的大量非势磁能释放至行星际空间。支撑暗条的磁结构源自光球之下，而且是高度非势性的。所以，对暗条形成机制的研究有助于进一步理解太阳磁场起源及发电机理论。尽管目前与太阳活动区多尺度暗条形成和爆发相关的磁重联机制有很多，但是相关细节仍不是很清楚。利用太阳动力学天文台 (SDO) 和云南天文台抚仙湖观测站的一米新真空太阳望远镜 (NVST) 所获得的高时空分辨率和多波段观测数据研究了活动区中不同尺度暗条的形成过程和演化，以及暗条形成和爆发期间磁重联的详细演化过程。目的在于揭示太阳活动区中不同尺度暗条形成和爆发机制的异同，以及所伴生的一些释能过程对解决太阳物理中一些基本问题的意义。研究的主要内容如下： 利用 SDO/AIA、HMI 和 NVST 所获得的高分辨率观测数据，研究了太阳活动区中一个 U 形暗条的形成过程。研究发现，一个暗条和与之相邻的色球纤维之间会发生连续磁重联，最终导致一个 U 形暗条的形成。连续磁重联的观测证据表现为：在磁重联位置观测到了增亮；光球磁对消的发生；色球纤维在重联位置处外观发生明显的变化；暗条和色球纤维磁拓扑结构发生改变，表现为重联位置处一些新磁环的不断形成和积累，以及等离子体从重联位置沿着新形成的磁环传播。而连续磁重联为 U 形暗条的形成提供了一部分物质。该研究表明：暗条和与之相邻的色球纤维之间的连续磁重联可以导致一个 U 形暗条的形成。该研究揭示了太阳活动区中少有的 U 形暗条形成机制，即由连续磁重联导致，且 U 形暗条的部分物质来源于连续磁重联过程中的物质注入。 利用 SDO/AIA、HMI 和 NVST 所获得的高分辨率观测数据，研究了太阳活动区中两个相邻暗条之间的相互作用过程及导致的感应部分爆发。分析发现，当一个较大暗条的右边部分在爆发过程中和与之相邻的较小暗条碰撞时，它们之间会发生磁重联。暗条之间的这种相互作用导致较小暗条先向右边运动，之后被激活并爆发。当较小暗条的快速爆发对较大暗条左边部分上覆磁场产生扰动时，会导致较大暗条左边部分也相继爆发。该研究中，大暗条的右边部分与小暗条相互碰撞时具有一个相对较小的接触角，而且两个暗条具有相反的螺度符号，因此，当它们碰撞时会发生磁重联，并产生反弹相互作用，这是首次在观测中发现的相互作用方式。该研究表明，暗条的几次连续爆发发生在一个相对较短的时间间隔内，而且是由暗条之间的相互作用导致，是具有一定因果关系的感应爆发。一个暗条的左右两部分分别爆发，并在爆发过程中表现出明显的旋转运动，表明该暗条是由具有不同扭缠的几部分磁流绳构成。该研究推进了对太阳感应爆发活动的理解，同时为研究其它天体的连续爆发活动提供了很好的参考价值。 基于 SDO/AIA、HMI 和 NVST 所获得的观测数据，研究了太阳活动区中一个三维扇-脊位型中由两步磁重联触发的迷你暗条间歇性爆发。研究发现，第一步磁重联发生在扇-脊结构下方的小尺度磁环和与其相邻的扇-脊结构的里面部分之间。重构后的扇-脊结构的里面部分逐渐向扇-脊结构的外面部分靠近，之后它们在磁零点处发生了磁重联（第二步磁重联）。由于零点磁重联削弱了迷你暗条的上覆束缚场，从而触发迷你暗条发生部分爆发。之后，这种两步磁重联过程再次发生并导致了迷你暗条的完全爆发。零点磁重联的观测证据为：扇-脊结构的内外脊磁拓扑结构发生改变，外脊增亮，环形耀斑及远端增亮的产生。尤其是在触发迷你暗条第二次爆发的零点磁重联期间，还观测到了从重联位置传播的等离子团。该研究表明，两步磁重联是触发迷你暗条两次爆发的主要机制。其中，零点磁重联是迷你暗条爆发的直接触发者，但是由第一步磁重联驱动的扇-脊结构内外脊的动力学演化可能是零点磁重联发生前的一个先兆现象。该研究详细分析了日冕零点磁重联前及磁重联期间扇-脊结构内外脊的详细演化过程，并解释了迷你暗条爆发前零点磁重联的触发机制。因此，该研究揭示了零点磁重联与迷你暗条爆发之间的因果关系。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28041]  |
| 专题 | 云南天文台_抚仙湖太阳观测站 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨丽平. 太阳活动区多尺度暗条形成和爆发机制的观测研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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