X射线耀斑的分析及其与Ha耀斑的比较

本文利用SMM卫星的X射线资料,以及云南天文台的光学观测资料,分析了1980年7月14日的3B级耀斑.求得X射线耀斑能谱随时间的变化;计算了耀斑爆发时加速的电子总数和电子的平均能量;并测量和比较了Hα耀斑和X射线爆源的位置.结果表明:(1)硬X射线爆由高能非热电子束引起;(2)软X射线爆基本上由高温等离子体的热韧致辐射所产生,但必须考虑非热电子轫致辐射的贡献;(3)确定X射线爆源的高度,有赖于耀斑模型及活动区磁场位形.所得结果支持耀斑过程的新浮磁流模型(EMF模型).     

太阳X射线耀斑活动区的一些特征

对ISEE-3人造卫星在1980年5月—1981年8月中,观测到的48个X射线耀斑进行了分析,发现其中有1/3是在6个活动区中重复爆发的.研究这部分X射线耀斑的物理性质与所在活动区的黑子面积、活动区类型及磁结构的关系,得到了一些结果:(1)发生在同一活动区中的X射线耀斑,其硬X射线峰值积分流量及谱硬度与活动区黑子面积成正相关;(2)多次爆发X射线耀斑的活动区全部具有δ型磁结构;(3)发生在不同活动区中的X射线耀斑,其物理特征与所在活动区的面积大小无明显关系.由此可以认为,活动区磁场梯度的大小,亦即活动区电流的大小,在爆发耀斑的过程中具有决定性作用.此外,还用电流环模型从理论上讨论了上述特征.     

暗条电流演化和耀斑储能

利用紫金山天文台观测的编号为McMath8207和McMath16171两个活动区光学资料,采用KR和KS两种理论模型,计算了活动区暗条电流演化过程.结果表明:不同的暗条扰动可以导致不同类型的耀斑;出现在强活动区新浮磁流附近的拱状暗条可用KR模型描述,它们往往处于较低层次,具有较强的初始电流,在新浮磁流的挤压和剪切作用下可形成中性电流片,导致高能耀斑发生.而符合KS模型的宁静暗条,在新浮磁流或耀斑波作用下亦可被激活,但其初始电流较弱,往往只能为热耀斑提供能量.      

太阳活动区磁场扭绞与耀斑产率

本文以1972年10月的太阳活动区McMath 12094为范例, 研究了活动区磁场扭绞与耀斑产率的关系.先在常α无力场模型假定下, 以观测到的活动区光球磁场为边值, 对活动区在日面中心附近4天(10月28—31日), 推算出代表活动区磁场平均扭绞程度的无力因子α, 从而外推出活动区在这4天的三维磁力线形态.然后以这些资料为基础, 进一步讨论了活动区磁场演化特征, 磁场扭绞与耀斑产率的关系, 并且近似用单极场模型估算了通过活动区前导大黑子A的电流、电流密度以及因大黑子逆时针旋转造成磁场扭绞所贮存的能量.本文主要结论为:(1)活动区McMath 12094从10月27日起保持较强扭绞, 10月30日达到极大, 10月31日后扭绞减弱.活动区磁场扭绞的主要原因是光球中的磁流体力学作用所导致的前导大黑子A的逆时针旋转。(2)代表活动区磁场平均扭绞程度的无力因子α与活动区耀斑产率同步变化, 表明活动区磁场扭绞与耀斑产率成正相关.(3)通过活动区前导大黑子A的本影电流为4.3—6.6×1012A, 因扭绞产生的自由能贮存为0.44—1.11×1032erg.活动区中的电流密度达到0.96—1.47×10A·m-2.这样高的电流密度可能是该活动区高耀斑产率的重要原因.      

日面耀斑环中物质的运动

利用云南天文台1980年7月14日3B级双带耀斑的光学观测资料,以及SMM卫星对同一耀斑的X射线观测结果,讨论日面耀斑环中物质的运动规律。先比较耀斑Hα象和X射线象的日面位置,根据投影效应确定耀斑环的高度;然后从理论上估算由于耀斑环中物质下落,所形成的耀斑活动区视向速度的分布。所得结果与观测资料基本相符。      

2011年8月4日螺旋状日冕物质抛射爆发事件

利用多卫星多波段的综合观测数据,通过追踪光球表面等离子体速度分析计算了耀斑爆发前后磁螺度的变化,发现耀斑爆发前活动区中光球表面存在强的水平剪切运动,活动区磁螺度的注入主要由这种剪切运动所产生;使用CESE-MHD-NLFFF重建了耀斑爆发前后活动区的磁场位形,推测出耀斑过程中存在磁绳结构的抛射.基于这些分析,给出了这一螺旋状抛射结构的形成机制:爆发前暗条西侧足点的持续剪切运动驱动磁通量绳增加扭转,高度扭缠的通量绳与东侧足点附近的开放磁力线重联并与东侧足点断开,进而向外抛出并伴随解螺旋运动.另外,利用1AU处WIND卫星的观测数据在对应的行星际日冕物质抛射中找到典型磁云的观测特征.这表明除了传统上双足点均在太阳表面的磁云模型,这种单足点固定于太阳表面的磁通量绳爆发图景同样可能在行星系际空间形成磁云结构.研究结果对进一步认识磁云结构具有重要意义.      

AR5395活动区演化的周期性

观测资料分析表明,AR5395活动区演化具有周期性的特征,软X射线峰值流量F变化周期为24.3小时,X射线耀斑出现率N_x,具有12.2小时的周期性,活动区黑子群面积S_x的变化呈现24.4小时的周期。这3个周期变化量的相位关系表明:(1)X级耀斑往往发生在黑子面积减小的位相;(2)在1个周期内,黑子群面积达到最大值约需16小时,恢复到大耀斑前水平约需8小时;(3)在X级大耀斑前约12小时,小级别耀斑出现率达到峰值。分析显示,AR5395活动区似乎工作于大耀斑能量储存—释放—储存周期性循环的极限状态之中。      

太阳耀斑硬X射线高能时延和辐射展宽

本文从耀斑高能电子束流与太阳大气相互作用产生硬X射线辐射的基本事实出发,根据观测资料,提出了一个流量与能谱同步变化的注入源函数模型,研究太阳大气(靶物质)密度对耀斑硬X射线时间响应.理论计算与观测事实基本一致.主要计算结果如下:高能时延与辐射展宽是耀斑硬X射线轫致辐射时间特征的二种表现,硬X射线发射区的太阳大气密度越低,高能时延与辐射展宽效应越明显,二者之间存在显著的相关性.      

AR2522活动区中暗条的演化与耀斑的爆发

利用AR2522活动区多波段的观测资料,分析了暗条演化与1B/M4级双带耀斑爆发之间的关系。结果表明:(1)足点的剪切运动导致暗条电流增强和耀斑贮能;(2)暗条上升运动和绞扭现象是暗条电流增强和耀斑贮能的结果;(3)Marttens-Kuin模型至少适合于解释与暗条快速上升有关的双带耀斑爆发。      

HALE 17590 活动区的爆发辐射

本文根据1981年HALE 17590 太阳活动区的观测资料,着重分析了它的射电辐射特性后发现:(1)在光学活动区发展的上升阶段,每串射电爆发的强度也有由弱到强的变化,其频谱由单调谱变成不规则谱和U型谱;(2)对大的耀斑爆发而言,射电爆发的先兆相比X射线爆早。在射电先兆相期间常伴有谱斑增亮和暗条激活等现象;(3)大耀斑爆发的脉冲极大时刻在射电8毫米波段到来最早。      

Multi-wavelength study of a coronal mass ejection: a flare event from AR#9393

The active region, AR#9393, produced a number of intense flares during March–April 2001. In this paper, we report the analysis of an X1.1 flare event of April 2, 2001 and its associated coronal mass ejection. The timing and location of the H_α eruption, radio burst activities, and the onset of mass ejection suggest an energy release that occurred close to the surface of the sun. At this region, as shown by the magnetogram, X-ray and EUV images, the field configuration was complex and the 3-D extrapolation revealed the presence of a magnetic null point. Results also suggest that the energy release is followed by the magnetic reconnection between the low-lying loops near the separator point and outlying loops. This study provides the support for the magnetic break-out process to trigger the energy release in eruptive flare event.     

1986年2月4日AR4711拱形双带黑子暗条系激活的分析

根据1986-02-04AR47ll由观测所确定的物理参数和特征值,采用电动力学方法数值计算该活动区中两个拱形黑子暗条在大耀斑爆发前的动力学演化过程.结果表明:(1)以旋涡黑子为标志的光球物质旋转运动和以暗条下方磁力线强剪切为特征的剪切运动引起暗条电流增加和背景磁场变化,电流和磁场的相互作用导致暗条向上运动,大耀斑爆发前暗条的上升速度达26km／S;(2)背景场位形对暗条整体动力学行为有很大影响,AR47ll在7×104km高度范围内场强随高度似乎按指数规律衰减.      

1980年11月6日—7日耀斑后冕拱的激活机制

1980年11月6日耀斑后冕拱(Post-flare coronal arch)在母耀斑(AR2779)开始后3小时形成, 并在形成后11小时和25小时两次激活。两次激活均由双带耀斑的增长环系所致。本文提出了激波加热和Petschek重连是该冕拱有效的激活机制。导出并求解了考虑辐射损失、热传导、激波加热和Petschek重连加热的冕拱能量方程。理论计算结果与Svestka根据SMM空间资料所给出的该冕拱的激活曲线基本符合。      

1980年11月5日耀斑的硬、软X射线及微波的象与Hα等光度象的比较

本文对1980年11月5日22点25分开始的1B/M1-M4的Hα耀斑进行了图象处理,绘制了等光度图;与硬、软X射线象,微波象进行了比较.结果表明:1.耀斑的第一次极大,高能电子没有穿透到色球.Hα耀斑主要是由T=107—108K(产生软硬X射线的热区)等离子体向下传导到色球而形成.2.Hα耀斑的第二次极大,是由高能电子轰击色球而形成,Hα耀斑滞后数秒(小于5秒).3.耀斑闪光相,Hα面积与Hα强度同步增长.4.从耀斑前后的横向磁场变化(Hα短纤维的变化),估计磁能释放～1031尔格.      

非均匀截面耀斑环中硬X射线辐射空间结构和高度分布

本文在非均匀截面耀斑环的模型下,分析了硬X射线辐射的空间结构和高度分布,讨论了A,B和C三类耀斑硬X射线源的形成和特征。结果表明:硬X射线源的结构和高度与耀斑环磁场结构,背景等离子体密度及注入的非热电子能谱等参数有密切关系.      

Simultaneous dual wavelength observations of an impulsive microwave burst using the V.L.A.

Simultaneous observations of a microwave burst at 2 and 6 cm wavelengths were carried out with the Very Large Array (VLA). The 6 cm burst source is located close to a magnetic neutral line, presumably near the top of a flaring loop, while the 2 cm emission originates from the footpoints of the loop. It is concluded that the 6 cm emission is dominated by gyrosynchrotron radiation of the thermal electrons in the bulk heated plasma at a temperature of ～ 4 × 10⁷ K, while the 2 cm emission is due to nonthermal particles released and accelerated during the flare process. From the observed low degree of polarization and the lack of the 2 cm source cospatiality with the 6 cm source a magnetic field of 200–350 G and δ ? 4 are estimated in the flare energy release site. A DC electric field flare model is invoked to explain the long delay between the peaks at the two wavelengths. From the delay, the strength of the electric field is estimated to be 0.2–4 μ statvolt cm^?1 in the flaring region.     

Plasmoid formation in eruptive flares

One phenomena Yohkoh has observed is plasmoid eruption in flares. Thus this is a key factor that must be explained in any flare mechanism. In order to understand the dynamics of a plasmoid, we performed a numerical MHD simulation and investigated the evolution of the coronal magnetic field, which is initially a force-free configuration. The main results are as follows. At first, small amount of dissipation, induced by the initial perturbation, occurs in the current sheet where the plasmoid forms. This plasmoid is slowly going upward by magnetic tension force of the reconnected magnetic fields produced by initial dissipation. The crucial point comes when the perpendicular magnetic fields are washed away from the reconnection point, after that the reconnection proceeds effectively so that the magnetic tension force of the reconnected fields becomes strong, which make the plasmoid be rapidly erupted upward. These are consistent with the observational results, which say that before the main energy release the plasmoid slowly rises and when the flare sets in it is rapidly accelerated upward. In this paper, we emphasize on the role that the perpendicular magnetic fields play in the evolution of flare.     

X射线耀斑的强度指标

本文利用GOES-7卫星的1分钟记录资料研究了1991年3月和6月期间6个大X耀斑伴随的软X射线爆发特性和源强度的关系。结果指出：对X射线耀斑，其射线辐射流量上升快的在日冕中激起的激波速度也较快．数值模拟研究指出，这可能反映爆发能量释放速率是源强度的主要指标．