太陽針狀體及其對過渡區輻射的貢獻研究

《太陽針狀體及其對過渡區輻射的貢獻研究》是依託山東大學，由夏利東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：太陽針狀體及其對過渡區輻射的貢獻研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：夏利東
• 依託單位：山東大學

中文摘要

太陽大氣過渡區是位於色球與日冕之間一個高度動態的電漿區域，遠非靜態的分層結構所能描述。在對太陽的臨邊觀測中，針狀體（Spicules）是色球和過渡區最重要的活動現象，它攜帶的物質和能量在整個色球和過渡區的質量和能量平衡中起重要作用。因此，對冕洞區針狀體結構及其對過渡區輻射的貢獻的研究，是了解初始太陽風物質是如何從色球通過過渡區向日冕傳輸的關鍵。本項目通過分析SOHO衛星搭載的太陽紫外輻射測量儀（SUMER） 在太陽色球和過渡區獲取的高解析度光譜數據，並聯合分析Hinode衛星搭載的太陽光學望遠鏡（SOT）觀測的色球高解析度圖像數據，研究針狀體的形態學特徵，構建符合觀測事實的針狀體幾何和輻射模型，定量研究太陽針狀體及類似不均勻結構在日面上和臨邊不同高度上對過渡區輻射的貢獻。研究結果可以為太陽日冕加熱和初始太陽風加速研究提供觀測依據和理論線索。

結題摘要

本項目通過分析SOHO 衛星搭載的太陽紫外輻射測量儀（SUMER） 在太陽色球和過渡區獲取的高解析度光譜數據，並聯合分析Hinode 衛星搭載的SOT和EIS儀器以及SDO衛星搭載的AIA紫外成像儀等觀測的色球和日冕高解析度圖像數據，研究了太陽針狀體及類似噴流結構的形態學和動力學特徵，並定量研究了針狀體及類似不均勻結構在日面上和臨邊不同高度上對過渡區輻射的貢獻，同時對符合觀測事實的過渡區輻射模型的構建進行了初步的探討。主要研究成果如下：（1） 在對冕洞區針狀物的研究中發現，有時存在兩個針狀物互相繞著做周期性旋轉，即多針狀物的相干性運動，這個過程中並伴隨有磁螺度的傳輸，其向上傳輸的速度近似為色球的阿爾芬速度，該研究有助於認識極區開放場的磁螺度經過色球向日冕和行星際空間的輸運過程，加深對色球動力學的了解；（2） 由AIA/SDO在He II （304Å）波段（輻射形成於高色球和低過渡區）觀測到的巨型針狀體的統計分析，發現噴流速度與發生在色球區溫度的磁重聯產生的外流速度近似，表明此類噴流事件可能主要是由磁重聯產生的；（3） 首次研究了過渡區爆發事件噴流對Lyβ譜線形狀的影響，發現譜線形狀反映了色球層和過渡區的動力學特性，這種譜形對瞬變現象（小到過渡區爆發事件，大到耀斑和CMEs的回響將是研究太陽爆發的一個新思路）；（4）在極羽的研究中，發現和以往的結論不同，極羽在日冕高度上經常存在約20km/s的Doppler藍移，表明其存在較大的出流速度，可能和非極羽區一樣是高速太陽風的源區；（5） 利用SUMER/SOHO高解析度紫外光譜數據計算了針狀體對過渡區輻射的貢獻，發現在過渡區其比例可以達到60%-80%。並對過渡區輻射來源構成模型提出了新的思考，即傳統的水平分層可能並不存在，在構建過渡區輻射模型時除了考慮針狀體的貢獻外，需考慮低於5000km的高度結構化的閉合小磁環的貢獻。