發(fā)布時(shí)間：2020-10-09 22:28

　　 太陽耀斑期間的光球磁通的突然運(yùn)動(dòng)代表著日冕磁場(chǎng)重構(gòu)導(dǎo)致的光球逆效應(yīng)。但是,這種光球逆效應(yīng)的運(yùn)動(dòng)模式以及物理機(jī)制目前還很不清楚。本論文研究了耀斑期間的各種光球磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的突然運(yùn)動(dòng)以及伴隨的通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)率的脈沖式的變化。根據(jù)空間衛(wèi)星SDO的HMI望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù),本文發(fā)現(xiàn)了一個(gè)X1.6級(jí)耀斑期間的黑子旋轉(zhuǎn)方向的突然改變。磁場(chǎng)外推模型顯示對(duì)應(yīng)的日冕磁場(chǎng)隨著其單位長(zhǎng)度上的扭纏纏度的增加而收縮。這意味著黑子的突然反轉(zhuǎn)可能被由日冕到太陽內(nèi)部的扭纏梯度導(dǎo)致的洛倫茲力所驅(qū)動(dòng)。這些結(jié)果支持黑子的突然反轉(zhuǎn)表征著耀斑期間日冕磁場(chǎng)的突然收縮的動(dòng)力學(xué)過程。根據(jù)SDO/HMI的觀測(cè),本文進(jìn)一步研究了發(fā)生于編號(hào)為12371的M6.5耀斑期間的一個(gè)逆時(shí)針的和兩個(gè)順時(shí)針的光球渦旋。逆時(shí)針的光球渦旋位于SDO/AIA觀測(cè)到的爆發(fā)熱通道的足點(diǎn)。兩個(gè)順時(shí)針的光球渦旋位于耀斑中性線的兩側(cè)。在這些渦旋發(fā)生的地方,光球磁場(chǎng)經(jīng)歷了突然的并且不可逆的磁場(chǎng)變化。磁場(chǎng)變化產(chǎn)生了作用于各個(gè)光球區(qū)域的洛倫茲力,這些作用力產(chǎn)生的力矩方向與對(duì)應(yīng)的光球渦旋的方向一致。日冕磁場(chǎng)外推模型的結(jié)果顯示這些出發(fā)于兩個(gè)順時(shí)針渦旋所在光球區(qū)域的磁力場(chǎng)在耀斑期間表現(xiàn)為突然的收縮和值增加。另外,這些從逆時(shí)針渦旋所在區(qū)域追蹤的磁力線也在耀斑期間表現(xiàn)出明顯的膨脹。這些觀測(cè)結(jié)果意味著順時(shí)針的光球渦旋可歸因于耀斑期間的磁場(chǎng)收縮,而逆時(shí)針的渦旋可能是日冕磁場(chǎng)膨脹的結(jié)果。利用135秒一組的光球矢量場(chǎng)數(shù)據(jù),本文調(diào)查了16個(gè)小于M5.0級(jí)的耀斑期間的通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)率的演化,發(fā)現(xiàn)16個(gè)耀斑事件中4個(gè)耀斑期間伴隨螺度輸運(yùn)率的突然變化。這些結(jié)果意味著即使較小能量級(jí)別的耀斑也可能導(dǎo)致光球相反于活動(dòng)區(qū)磁場(chǎng)螺度符號(hào)的螺度的異常輸運(yùn)。伴隨著異常的螺度輸運(yùn),通過光球的磁場(chǎng)能量輸運(yùn)率的符號(hào)由正的變?yōu)榱素?fù)的。這意味著耀斑期間磁場(chǎng)螺度和能量均從日冕注入到了太陽內(nèi)部。在這4個(gè)伴隨螺度輸運(yùn)率突變的耀斑事件中,螺度輸運(yùn)率的變化的主要貢獻(xiàn)都主要來自于靠近活動(dòng)區(qū)的黑子的速度場(chǎng)的變化。所有這些黑子在耀斑期間都被耀斑帶掃過,同時(shí)耀斑期間黑子都位于耀斑后環(huán)的足點(diǎn)處。這意味著黑子的運(yùn)動(dòng)很可能與耀斑期間的磁場(chǎng)重聯(lián)過程有關(guān)。黑子的速度場(chǎng)表現(xiàn)為渦旋運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)于位于中性線另一側(cè)的磁極之間的剪切運(yùn)動(dòng)。而且,黑子的自旋運(yùn)動(dòng)和剪切運(yùn)動(dòng)均傾向于釋放日冕磁場(chǎng)的扭纏程度或者剪切程度。另一方面,可發(fā)現(xiàn)耀斑期間作用于黑子的水平洛倫茲力有突然的改變,并且變化的洛倫茲力產(chǎn)生的力矩和水平方向合力均于黑子的速度場(chǎng)一致。這些觀測(cè)結(jié)果表明耀斑期間磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)的脈沖式的變化緣于洛倫茲力驅(qū)動(dòng)的光球運(yùn)動(dòng)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái))
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P182
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 耀斑導(dǎo)致的光球磁場(chǎng)的變化
        1.1.1 耀斑導(dǎo)致的光球視向磁場(chǎng)的變化
        1.1.2 耀斑導(dǎo)致的光球矢量磁場(chǎng)的變化
        1.1.3 耀斑導(dǎo)致的黑子結(jié)構(gòu)的變化
    1.2 關(guān)于耀斑如何導(dǎo)致光球磁場(chǎng)變化的猜想
        1.2.1 磁場(chǎng)收縮
        1.2.2 磁場(chǎng)浮現(xiàn)
    1.3 光球磁場(chǎng)突變導(dǎo)致的光球洛倫茲力的變化
    1.4 通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)率
        1.4.1 通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)率的計(jì)算
        1.4.2 耀斑期間通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)率的計(jì)算
    1.5 黑子旋轉(zhuǎn)
        1.5.1 黑子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)的觀測(cè)研究
        1.5.2 黑子旋轉(zhuǎn)的理論模型
        1.5.3 黑子旋轉(zhuǎn)的測(cè)量
        1.5.4 耀斑導(dǎo)致的黑子旋轉(zhuǎn)速率的突然改變
第2章 觀測(cè)數(shù)據(jù)
第3章 耀斑期間的黑子反轉(zhuǎn)
    3.1 引言
    3.2 數(shù)據(jù)分析
        3.2.1 事件概況
        3.2.2 通過光球的磁場(chǎng)螺度輸運(yùn)
        3.2.3 根據(jù)光球速度場(chǎng)估算黑子的平均角速度
        3.2.4 擬合黑子的橢圓的旋轉(zhuǎn)
        3.2.5 光球磁場(chǎng)的改變
        3.2.6 作用于光球的洛倫茲力的變化
        3.2.7 日冕磁場(chǎng)外推
    3.3 主要結(jié)論及討論
第4章 耀斑期間的光球渦旋
    4.1 引言
    4.2 數(shù)據(jù)分析
        4.2.1 事件概況
        4.2.2 光球速度場(chǎng)和螺度輸運(yùn)率隨時(shí)間的演化
        4.2.3 光球磁場(chǎng)及作用于光球的洛倫茲力隨時(shí)間的演化
        4.2.4 AIA 圖像系列的切片圖
        4.2.5 非線性無力場(chǎng)模型磁場(chǎng)在耀斑前后的變化
    4.3 主要結(jié)論及討論
第5章 統(tǒng)計(jì)研究小于M5級(jí)耀斑的螺度異常輸運(yùn)
    5.1 數(shù)據(jù)分析
    5.2 主要結(jié)論及討論
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝

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