太阳冕洞过渡区结构的分析研究

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太阳大气过渡区是太阳大气物理性质发生剧变的区域,对于研究太阳风加速和日冕加热机制具有重要意义。由于过渡区的复杂性和动态性,目前对它的认识仍很不清楚。过渡区的结构是认识过渡区物理过程的基础。本文运用新提出的相关分析方法综合地分析冕洞过渡区高精度的日面超紫外辐射数据和磁场数据,先研究以SiⅡ发射线源区高度为代表的太阳冕洞过渡区的底层高度,进而通过多条远紫外/超紫外谱线的研究揭示冕洞太阳过渡区的复杂结构。 通过对超紫外线的辐射强度图和无力场外推所得的三维磁场结构作相关分析来求相关高度是一种研究超紫外发射线源区高度的新方法。有研究发现,运用该方法得到的冕洞的Si Ⅱ发射线源区的高度比传统观点所认为的高。由于目前运用该方法的数据分析有限,需要用更多的数据进一步验证这一结果。我们运用该方法分析了SOHO/SUMER观测到的位于太阳南极冕洞之下的日面区域的Si Ⅱ发射线辐射数据和美国National Solar Observatory/Kitt Peak (NSO/KP)测量的磁场数据,得到冕洞Si Ⅱ发射线源区的相关高度约为5.0Mm。该结果支持了冕洞的过渡区的底层高度比宁静区的要高的结论。同时,发现了新的现象,并对其原因进行推测。 进一步地,我们对多条SOHO/SUMER观测到的太阳南极冕洞下面的远紫外/超紫外发射线的辐射数据与NSO/KP磁场数据作相关分析并求出其相关高度。这些发射线的形成温度覆盖了从色球到同冕底部的温度范围,通过其辐射强度图与磁场的相关比较,能更好地揭示和认识辐射源区的磁场特征以及过渡区结构的温度结构。本文的研究发现在中尺度(约30Mm)的日面区域内,不同形成温度的发射线源区高度主要受其所在区域的磁场形态所影响:来自多重闭合磁环的强辐射源位于较低的高度(约2~3Mm),而来自局地开放磁力线区的弱辐射源位于较高的高度(约9~12Mm)。这些结果与从大尺度的磁环和冕洞中得到的结果相一致。我们对发射线的相关高度分析证实了不同温度的等离子体可以在相同高度共存的观念。过渡区并非按照温度分层,而是强烈地不均匀,并受磁场结构所控制。
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