doc 冕流电流片的白光和紫外观测探究分析(天文观测论文) ㊣ 精品文档 值得下载

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对该电流片探测到的多条发射谱线中挑选出具有代表性的和两条谱线进行详细分析,由于上的日冕仪仅有强度观测,因此本文将集中分析这两条谱线的强度特征电流片横截面上和的强度分布图展示了年月日的冕流电流片的向◦处的窄,其南侧为◦处的较宽图左图年月日冕流电流片的动态相减和˚的组合图像绿色箭头指向,白色箭头指向等离子体团,红色箭头指向冕流电流片右图时间距离图和时间速度图可用于计算等离子体团的速度和加速度图右图展示的是电流片中等离子体团的时间距离和时间速度图我们使用黄色十字描点出了对应于图左图中白色箭头标注的冕流电流片中等离子体团的上下边界,随后利用阶多项式对所选的坐标点分别进行拟合为了减小计算误差,我们将拟合得到的等离子体团上下边界的时间距离曲线取平均值,图中的黄色实线可近似为等离子体团中心运动的时间距离曲线,对应于左边纵坐标的日心距离值黄色虚线为对黄色实线求阶导数后得到等离子体团运动的时间速度曲线,对应于右边纵坐标的速度值可以看到在视场范围内,等离子体团的速度从∼逐渐增加至∼,加速度为∼等的文章中指的观测则对应于白光连续谱的观测现从白光和紫外观测两个角度,对我们所选的电流片进行分析白光观测及分析盔状冕流爆发事件发生于年月日在太阳西北边缘方位角,约◦位臵处图中的图像展示了盔状冕流从月日世界时,到月日之间的演化过程,为了消除冕由行星际尘埃云散射太阳光球辐射形成的日冕成分以及仪器杂散光的影响使得图像中的结构更加清晰,我们在原图的基础上减去了月最小背景,得到了图左列所展示的图像图右列为锐化图像,是通过减去左列图像相应的平滑像而获得的从图上可以明显看到最初形成的盔状冕流结构,随后个从盔状冕流中爆发出来,并包含个具有形磁绳结构见图中爆发后形成了新的冕流结构,图下在所在方位角范围内可看到其精细结构图拍摄到的盔状冕流上冕流喷发出的冕流电流片的白光和紫外观测探究分析天文观测论文历了的电流片观测数据,选取了年月日观测到的个冕流电流片进行研究本文利用现有仪器的白光和紫外观测数据对该电流片进行分析,研究其在不同波段下的特征文章第部分介绍本文所采用的白光和紫外观测仪器第部分介绍电流片在白光和紫外波段的观测数据和分析结果由于未来仅有沿波长的积分强度观测,而无谱线轮廓信息,因而,本文我们仅侧重于观测中辐射强度的分析第部分对此工作进行总结与展望观测仪器冕流电流片可以通过多种仪器进行观测,本文利用的数据来自于搭载在太阳和日球层探测器,卫星上的和两个仪器包含有个可同时拍摄日冕的仪器,分别为,观测视场为其中,,,根据个仪器的视场大小,针对此冕流电流片的观测,我们选取的是的白光观测数据可用于对所探测到的同的物理本质,但是者在动力学特征上却有很大差异冕流电流片相对稳定,而电流片在爆发过程中形成,因而是高度动态变化的等通过对盔状冕流中等离子体团的研究发现,盔状冕流中等离子体团的运动速度要低于电流片,他们认为运动速度的不同是由于重联过程发生在不同的环境中盔状冕流中等离子体团的运动速度和慢速太阳风致,在范围内速度般小于,而电流片中的等离子体团则有左右的速度对于电流片的研究,不仅需要合理的模型,更需要高精度多波段的观测设备先进天基太阳天文台,是我国首颗太阳卫星,莱曼阿尔法太阳望远镜,为其个重要载荷之,可以从可见光和波段对耀斑暗条日珥等爆发活动进行高时间和空间分辨率的观测,可用于研究分析电子数密度速度和温度等物理要参考关键词天文观测太阳日冕物质抛射电流片紫外辐射引言日冕物质抛射,是大尺度的磁化等离子体从太阳大气抛向行星际空间的现象,是最剧烈的太阳活动之目前,已建立的有关太阳活动爆发的模型认为的爆发是由于系统不稳定性导致的,原先储藏在太阳磁场中的磁能以焦耳耗散和等离子体加速的形式转化为热能和动能现有理论普遍认为,磁重联在整个爆发过程中扮演了重要角色等指出在太阳活动爆发的过程中,处于闭合状态的磁力线由于受到外部的扰动会被严重拉伸,通常在中性区域内会形成电流片,磁重联很有可能发生在电流片中等利用多个仪器对年月日爆发的事件观测进行研究,其中远紫外日冕成像光谱仪,的数据显示在磁重联区域内存在个很暗的间隙,且随着时间的演化间隙逐渐变窄直至消摘要日冕电流片是日冕磁重联发生的主要区域,这过程将磁能转化为等离子体的热能和动能通过选取大角度光谱日冕仪,的白光与远紫外日冕成像光谱仪,的紫外观测,研究了年月日观测到的冕流电流片白光数据显示电流片中的等离子体团在视场中可从加速至,加速度为假设视向深度为,得到所研究电流片在狭缝高度处的平均电子数密度约为视场狭缝分布的˚和谱线强度进行研究,发现电流片处的谱线强度比周围明显增大,计算得到所研究时段内电流片的电子温度范围为而在电流片处的谱线强度相对周围变化不大用于等离子的加热和加速结论如下从的观测中,我们发现电流片中的等离子体团在视场内从加速至,加速度为的等离子体团速度假设视向深度为∼,利用观测并根据白光日冕的汤姆逊散射机制,我们得到了电流片在狭缝处的平均电子数密度为∼通过探测到的谱线的辐射强度,我们计算得到了电流片内的平均电子温度∼根据和谱线强度在狭缝处的分布,我们发现本事件中谱线在电流片处和其周围变化不明显在电流片内部,两侧强度稍高于中心强度,可能原因在于电流片中心等离子体的运动速度要比两侧的运动速度稍快,多普勒暗化作用使得强度在电流片中心处较低谱线在电流片位臵处相对周围有明显的强度增加狭缝处电流片的辐射强度是辐射强度的约倍利用麦克斯韦速度分布的前提下,可近似为高斯分布因此,发射线的总强度为我们将式中各个参数的值代入计算谱线的辐射项发射率,得到了图,其中左图为假设的情况下,谱线的辐射项发射率随电子温度的变化曲线,随电子温度的增加而减小,当电子温度从,减小了约个数量级右图为假设电子温度时,谱线的辐射项发射率随等离子体运动速度的变化曲线,当等离子运动速度越快时,辐射项发射率越小图左图时,谱线辐射项发射率随电子温度的变化曲线右图时,谱线辐射项发射率随等离子体运动速度的变化曲线为了和观测的电流片处的谱线强度值做比较,我们通过式和式,假设电子温度为,计算得到当等离子体运动速度为时,谱线的碰撞项发射率为谱线的辐射项发射率为,碰撞可提到积分号外面,对沿视线方向积分得到视向深度,只需要假设合理的电流片视向深度,就可以计算出电流片中的平均电子数密度图中视场的最低高度为,而此时所探测电流片位臵的高度为因此为了得到电流片中的平均电子数密度,我们沿电流片径向对的白光强度数据拟合外推得到了高度处的白光强度利用式,假设视向深度∼根据等,等计算的结果,计算出了高度处电流片中的平均电子数密度为图实线和虚线谱线的元素电离率左图和碰撞激发率曲线右图将式中的各个参数值代入,可以计算碰撞项发射率为计算得到的实线和虚线的随电子温度变化的函数曲线,其发射率峰值分别位于∼和∼,因此碰撞项峰值发射率对应的电子温度很低,而为高温发射线利用式,可以建立起,为发射率单位为,为分支比,为电子数密度,为离子数密度,为碰撞激发率上式中,为电子温度,为电子跃迁能,为跃迁振子强度为冈特因子,为玻尔兹曼常数式中的和存在函数关系其中,为元素丰度,为元素电离率由文章前半部分的讨论可知,电子数密度可从的白光图像中计算得到,上述式中的和均可由天体物理等离子体光谱诊断原子数据库光谱代码计算得到由等在年首次对外发布,对碰撞项发射率沿视线方向对自变量积分,即可得到谱线的辐射强度,谱线的强度为图左图谱线沿狭缝的强度分布右图电流片位臵处谱线的双高斯函数拟合曲线,下方点线为电流片贡献的谱线轮廓,上方点线为日冕冕流电流片的白光和紫外观测探究分析天文观测论文此约束条件和基于谱线强度推得电流片的电子温度,我们发现当电子温度速度约为时,理论计算的和辐射的发射率比值亦约为,和观测致此速度也高于同高度处冕流电流片中等离子体的典型速度下步,我们还将利用的谱线对电流片进行更加深入的研究结合不同离子的谱线观测,我们可以进步获得离子的多普勒运动速度离子有效温度等此外,我们还将估算电流片内可能存在的湍流速度及元素丰度等物理参数未来载荷上日冕仪的白光和同时观测将为电流片的研究提供更多的数据支持参考文献蔡强伟,吴宁,林隽天文学报,史广禄,应蓓丽,封莉,黎辉,杨翠红冕流电流片的白光和紫外观测研究天文学报,基金中国科学院空间科学战略性先导科技专项国家自然科学基金项目中德科学中心合作交流项目资助冕流电流片的白光和紫外观测探究分析天文观测论文离子体的运动速度越大,多普勒暗化因子越小,从而辐射项发射率越小我们计算发现,在条件下,当速度约为时辐射项和碰撞项相当谱线在电流片内部中心比两侧稍暗,可能的主要原因是中心处的等离子体运动速度比两边的运动速度快,与等通过数值模拟得到的电流片中的速度分布结论致,而蔡强伟等,所研究事件中电流片内部两侧的等离子体运动速度不对称导致电流片结构存在南向偏移总结与展望本文利用白光紫外和对年月日下方的冕流电流片及其南侧两个的观测,获得了电流片内部的等离子体团运动特征平均电子数密度电子温度等信息,对电流片的和谱线的辐射进行了详细的理论计算和观测比对,并分析了的爆发对电流片参数的影响我们发现该冕流电流片南侧的爆发很有可能进步促进电流片中的重联过程,使其中更多的自由磁能被释的宁静日冕辐射做为背景从和者谱线强度图的比较中可以看出,谱线在电流片位臵处相对于电流片周围有明显增亮,而谱线相对于周围变化不明显,另方面在电流片内部,其中心比两侧的辐射稍

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