太陽風局地性質的源區依賴和寧靜區外流的光譜學診斷

《太陽風局地性質的源區依賴和寧靜區外流的光譜學診斷》是依託山東大學，由付輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：太陽風局地性質的源區依賴和寧靜區外流的光譜學診斷
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：付輝
• 依託單位：山東大學

中文摘要

太陽風如何形成是空間物理中的重要課題，又可分為太陽風源區認證及初始太陽風加熱加速兩個層面。對來自不同源區太陽風的近日面流動特性及其局地參數進行觀測分析可為理解該問題提供重要線索。太陽風實測分析中，還少有研究將太陽風首先回溯至太陽表面，而後考察太陽風局地參數及初始流動性質對源區的依賴。本項目擬在兩個方面開展工作。首先，將藉助於大尺度太陽磁場模型尋找局地太陽風的日面源區，考察太陽風局地參數對源區性質的依賴。其次，考慮到我們已有的太陽低年時寧靜區可能是近地太陽風重要源頭的初步結論，將關注起源於寧靜區的太陽風。擬結合成像、光譜學、磁場等手段，對其近日面流動參數進行系統的光譜學診斷。項目成果將有助於增進對太陽風起源和初始太陽風加熱加速機制的理解，還將對太陽風的模型和理論研究提供觀測約束和檢驗。

結題摘要

“太陽風是如何形成的？”是空間物理和太陽物理研究中的重要課題，又可以細分為如下兩個問題，一是太陽風源區的認證；二是初始太陽風是如何被加熱和加速的。已有的研究表明，包括冕洞區、活動區和寧靜區在內的大尺度日冕結構都是太陽風的源區。三類源區的大尺度磁場位型存在顯著差異，冕洞區主要被大尺度開放磁力線填充，與之相比，活動區和寧靜區主要被閉合磁力線占據。故對不同來源的太陽風局地性質進行分析，並研究太陽風性質對源區類型的依賴可以增進對太陽風起源和形成的認識。 本項目首先在已有工作的基礎上，提高了時間精度，將局地太陽風與源區進行了對應；然後使用極紫外成像和磁場等觀測數據，結合磁場外推模型對太陽風源區的性質進行診斷，對不同來源的太陽風參數進行了分析，考察了太陽風局地性質對源區類型的依賴；最後基於上述觀測結果，對波和湍流（WTD）以及磁場重聯（RLO），這兩類主要的初始太陽風加熱和加速機制進行了檢驗和分析。通過本項目的實施，發現不同來源的太陽風其速度、電荷態、低第一電離勢效應等參數均存在顯著的差異。太陽風在氦元素豐度（A_He）和阿爾法粒子與質子的速度差（V_ap）兩維分布空間存在顯著的雙重心分布特徵，且冕洞風主要分布於高A_He和V_ap區域，而非冕洞（活動區和寧靜區）風集中於低A_He和V_ap區域。上述結果表明，來自不同源區的太陽風其局地性質存在顯著的差異，太陽風源區磁場位型和電漿性質對太陽風局地參數存在顯著的影響。 本項目的結果意味著，WTD和RLO兩類主要的太陽風模型均起作用，在冕洞區太陽風電漿主要是沿著開放磁力線直接傳播到行星際空間的，此時WTD模型起主要作用；而在活動區和寧靜區電漿首先被束縛在閉合磁環中，然後通過閉合磁力線與開放磁力線重聯而釋放到行星際空間，該區域RLO模型占據主導。上述發現增進了對太陽風物質來源和初始太陽風加熱和加速機制的理解，也對太陽風的模型和理論研究提供了觀測約束和檢驗。