本文選題：日珥(暗條)　切入點：暗條形成　出處：《南京大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：太陽暗條是太陽表面懸浮于日冕中的較冷和較高密度的客體。在日面中心時,由于暗條物質吸收了部分太陽光球背景輻射的光,所以呈現(xiàn)為暗色的長條形結構,我們稱之為暗條。而當暗條轉到日面邊緣時,它則表現(xiàn)為明亮的突出發(fā)射體,也便是我們日常生活中常常提到的日珥。日珥的形態(tài)千奇百怪,有拱狀、籬笆狀、樹叢狀、云狀和噴流狀等等不一而足,其大小,外觀以及穩(wěn)定存在的時間均存在巨大差異。它們往往出現(xiàn)于太陽光球磁場的磁極反轉線附近,所以它們常被用作大尺度磁場的示蹤物。暗條內物質的溫度較周圍熾熱的日冕低100倍而密度較周圍的日冕物質高100倍。基于這些觀測事實,許多問題浮現(xiàn)在我們面前:暗條是如何形成的?為何會形成于磁極反轉線附近?暗條物質又是從何而來?通過什么手段將物質補充進了暗條中?為此,我們利用美國大熊湖天文臺(BBSO)的觀測,結合空間望遠鏡太陽動力學天文臺(SDO)和界層光譜成像儀(IRIS)等對兩條新形成的活動區(qū)暗條進行了分析。通過對暗條物質輸運過程、暗條磁場結構和暗條末端足點光譜響應的分析,針對暗條形成這一過程進行了研究。在第一個工作中,我們利用了 BBSO的新太陽望遠鏡(NST)的觀測資料,結合搭載在空間望遠鏡SDO上的太陽大氣成像收集器(AIA)和日震及磁場成像儀(HMI)的觀測資料,對2013年6月5日在太陽西南半球的活動區(qū)NOAA 11726(西經(jīng)62度,南緯28度)的一條剛剛形成的活動區(qū)暗條進行了研究。我們的觀測時間為從16:40:19 UT到17:07:58 UT。我們通過對該暗條的觀測,對其形成的模式、雙向流的起因和磁場極性進行了分析和判斷。首先,我們得到,該暗條通過低層大氣發(fā)生的磁重聯(lián)引起的冷物質向暗條通道內拋射來補充物質的方式所形成。這種模式符合之前提出的暗條形成模型中的冷物質拋射模型。這種拋射的物質由低層大氣磁重聯(lián)產(chǎn)生的磁張力來提供初始速度,然后由磁流管內由于足部等離子體加熱而引起的氣壓梯度力維持向上運動,最終從較低的色球層輸運到較高的日冕層中。其次,在暗條形成的過程中,我們同時觀測到了常被人們提及的暗條物質雙向流動的現(xiàn)象。由于雙向流動的暗條物質均為單向的流動,因此,我們認為這種雙向流動是由朝向不同方向流動的單向流動組成的。這些單向流動則是產(chǎn)生于磁流管足部壓力的不平衡。最后,通過使用Chen et al.[33]的判定方法,我們判定這一個暗條應該是一個磁拱支撐的正常極性暗條。我們對暗條的磁場進行無力場外推,發(fā)現(xiàn)外推結果同樣證實了我們對于暗條極性的判定,說明該方法是一種較為可靠的對暗條的間接判定方法。在第二個工作中,我們分析了 NST觀測到的2015年8月21日位于活動區(qū)NOAA12403(東經(jīng)24度,南緯27度)內的一個新形成的暗條,同時還結合了IRIS的觀測數(shù)據(jù)和HMI/SDO的矢量磁圖。觀測的時間為17:00 UT至19:00 UT。首先,我們通過以下信息確證了該暗條是一個符合冷物質注入模型而形成的活動區(qū)暗條:1、物質從暗條末端的強增亮處以30 km/s的高速度拋射進入暗條主軸;2、暗條兩側末端均能觀測到連接著向暗條主軸的物質流的增亮,而這些增亮都處于磁極反轉線上;3、通過壓縮因子的計算確證了暗條末端是為于一個高壓縮因子分布的區(qū)域,亦即處于QSL處;4、暗條末端處,纖維足點的光譜明顯表現(xiàn)出反應磁重聯(lián)特征的三高斯分量的輪廓。其次,我們通過對暗條整體結構處的壓縮因子的計算發(fā)現(xiàn),暗條纖維的足點確切地扎根于QSL中。并且,暗條足點的亮帶中可以看到這些足點的增亮并非是連續(xù)的一條帶狀結構,而是有許許多多尺度接近于暗條纖維的細小亮核所組成。這說明磁重聯(lián)的發(fā)生并非是發(fā)生于整個QSL處,QSL內部仍然存在著尺度更小的精細結構。再次,我們通過對纖維足點處光譜的分析,首次確證了暗條纖維足點的加熱是一種局限于色球中高層過渡區(qū)之下的小部分區(qū)域的局部加熱,足點處磁重聯(lián)正是發(fā)生在太陽大氣的這一個層次。最后,我們通過對比NST及IRIS中暗條物質流動的方向,結合非線性無力場外推的磁場結構,確定了暗條中出現(xiàn)的雙向流由具有不同流動方向的單向虹吸流動所組成。這種虹吸流的流動方向決定于暗條纖維兩個足點的熱壓力的高低。這是我們首次針對Chen et al.[33]關于雙向流的模型給出完整的觀測實證。
[Abstract]:The sun is suspended in the surface of the sun in the corona is cold and high density of the object. In the face center, because the filament material absorbs part of the solar photosphere background radiation light, so the show is an elongated structure dark, we call the dark. When a dark day to face edge it is outstanding, the bright emitter, is also often mentioned in our daily life. The morphology of prominence prominence has all sorts of strange things, arch, fence, trees, clouds and jetlike etc. This is not the only one, its size, are great differences exist between appearance and stability when near the reversal. They often appear in the line of the photospheric magnetic field, so it is often used as a tracer of large scale magnetic field. The filament material in the temperature is around 100 times lower hot coronal and coronal mass density is around 100 times higher. Based on these observations. In reality, many problems emerge in front of us: the dark stripe is how it formed? Why is formed near the reversal line? Is a dark matter come from? By what means will be supplemented by a dark matter? Therefore, we use the Big Bear Lake Observatory (BBSO) observations, combined with space solar telescope Dynamics Observatory (SDO) and boundary layer spectral imager (IRIS) on the two newly formed active region filament are analyzed. Based on the mass transport process of filament, filament magnetic field structure and filament end foot spectral response analysis, the needle of filament formation of this process was studied in the first work, we use the BBSO Solar Telescope (NST) observations, combined with solar air collector in the space telescope imaging on SDO (AIA) and helioseismology and magnetic imager (HMI) observations, on June 5, 2013 in the sun Southwest hemisphere active region NOAA 11726 (62 degrees west longitude, latitude 28 degrees) a newly formed active region filament was studied. We observed time from 16:40:19 UT to 17:07:58 UT. we observed by the dark one, the formation of the pattern, causes and the two-way flow field to analyze and judge. First, we get the material, cold filament occurs through the lower atmosphere of the magnetic reconnection caused to the dark passage inside the projectile to supplement the material formed. This pattern is consistent with the formation of a dark cold ejections model proposed before. The magnetic tension of the projectile the material from the lower atmosphere magnetic reconnection generated to provide initial velocity, and then by the magnetic flux tube pressure gradient force due to the foot of the plasma heating to maintain the upward movement from the lower chromosphere corona transport to higher layers. The time, During the formation of the filament, we also observed a dark matter two-way flow is often mentioned as a dark matter. The phenomenon of two-way flow are one-way flow, therefore, we believe that this is a two-way flow of flow in different directions. These groups into a one-way flow of one-way flow is unbalance produced in the magnetic flux tube foot pressure. Finally, by using Chen et al.[33] method, we determined that a filament should be a magnetic arch supported normal polar filament. We of filament magnetic field to field extrapolation, the results show the same extrapolation confirmed our judgement for the filament polarity, indicating that the method is a more reliable of filament indirect method. In the second work, we analyzed the NST observed in August 21, 2015 is located in the active region NOAA12403 (24 degrees east longitude, latitude 27 degrees) In a new form of the dark, but also a combination of magnetic vector graph IRIS observation data and HMI/SDO observations. The time is 17:00 to 19:00 UT UT. first, we adopted the following information confirmed the filament is a cold formed model into the active region filament material: 1. From the end of a dark strong brightening a 30 km/s high speed projectile into filaments spindle; 2, both sides of the filament end was observed by connecting to the dark spindle material flow brightening, and these are brightening the reversal line; 3, through the calculation of compression factor of the filament was the end is in a region of high compression factor distribution, which is QSL; 4, at the end of the filament, fiber spectra show that the three foot Gauss component reaction magnetic reconnection feature contour. Secondly, we through the compression factor of filament structure at the calculation found that the dark A fiber foot exactly rooted in QSL. And the filament foot points of bright band can be seen in the foot points of brightening is not a continuous band structure, but there are many small scale close to the filament fiber light component. This shows that nuclear magnetic reconnection is not in the QSL, QSL still has the fine structure of the smaller scale. Thirdly, we analyze the foot point spectrum of the fiber, the first confirmed local heating of small area heating filament fiber foot is a confined under the transition zone in the high chromosphere, magnetic foot the point is this reconnection occurs in a layer of the solar atmosphere. Finally, we through the dark a comparison of NST and IRIS in the material flow direction, combined with nonlinear extrapolation to magnetic field structure, two-way flow appeared in the dark by having different flow direction to determine the single The siphon flow is composed of siphon flow. The direction of the siphon flow is determined by the thermal pressure of two foot points of the dark fiber. This is the first time for us to give a complete observation of the Chen et al.[33]'s two-way flow model.

【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P182

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本文編號：1628760